DE102007034065A1

DE102007034065A1 - Schmerztherapievorrichtung

Info

Publication number: DE102007034065A1
Application number: DE102007034065A
Authority: DE
Inventors: Jacques Dr. Med. Elias; Heinz Dr. Busch
Original assignee: PRONTOMED GmbH
Current assignee: PRONTOMED GmbH
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2027-07-21
Also published as: EP2180919A1; DE102007034065B4; WO2009012918A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schmerztherapievorrichtung, die eine Stimulationselektrode (10) zum Anlegen an einen druckschmerzhaften Punkt, eine Handelektrode (12), einen Generator (14) zum Erzeugen einer elektrischen Spannung zwischen der Stimulationselektrode (10) und der Handelektrode (12) und eine Steuereinrichtung (16) zum Ansteuern des Generators (14) aufweist, wobei die elektrische Spannung wenigstens eine vorbestimmte und/oder einstellbare Signalform aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die elektrische Spannung als eine Rechteckspannung ausgebildet ist, die durch einen oberen Schwellenwert (Umax), einen unteren Schwellenwert (Umin), eine ansteigende Flanke (52) und eine absteigende Flanke (54) definiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmerztherapievorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die Schmerztherapievorrichtungen, die eine pulsierende Gleichspannung im Niedrigvoltbereich bereitstellen, wurden erst vor kurzer Zeit entwickelt. Der konstruktive Aufwand für eine solche Schmerztherapievorrichtung ist verhältnismäßig gering. Über eine Stimulationssonde wird an einem druckschmerzhaften Punkt die pulsierende Gleichspannung angelegt. Die Gleichspannung oszilliert zwischen einer Maximalspannung und einer Minimalspannung. Bei bestimmten Frequenzen lassen sich auf diese Weise Schmerzlinderungen erreichen.
Aus der DE 10 2004 027 930 A1 ist eine Schmerztherapievorrichtung bekannt, die zwei Generatoren aufweist. Zwischen einer Stimulationssonde und einer Handsonde wird die pulsierende Gleichspannung angelegt. Der erste Generator erzeugt eine pulsierende Gleichspannung mit einer Frequenz von 2800 Hz. Der zweite Generator erzeugt eine pulsierende Gleichspannung mit einer Frequenz von 8000 Hz. Wahlweise ist einer der beiden Generatoren manuell aktivierbar. Untersuchungen haben ergeben, dass die Frequenzen von 2800 Hz und 8000 Hz bei einer Reihe von Indikationen eine schmerzlindernde Wirkung zeigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schmerztherapievorrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die elektrische Spannung als eine Rechteckspannung ausgebildet ist, die durch einen oberen Schwellenwert, einen unteren Schwellenwert, eine ansteigende Flanke und eine absteigende Flanke definiert ist.
Aufgrund der Rechteckspannung steigt während der ansteigenden Flanke die Spannung zwischen der Stimulationselektrode und Handelektrode sehr schnell an und fällt während der absteigenden Flanke entsprechend schnell wieder ab. Diese schnellen Änderungen der Spannung bewirken einen sehr kurzen, aber relativ hohen Stromimpuls. Dadurch wird in vielen Fällen eine therapeutische Wirkung erreicht.
Nach derzeitigem Kenntnisstand müssen zur Stimulation von chemischen Reaktionen in den Enden der Nerven bestimmte elektrische Potenzialschwellen überschritten werden. Da der ohmsche Widerstand der Haut des menschlichen Körpers sehr hoch, aber dessen Kapazität relativ gering ist, kann dieses elektrische Potenzial bei kleinen Spannungen nur über eine schnelle Potenzialänderung kapazitiv auf den menschlichen Körper übertragen werden. Durch die Rechteckspannung wird somit das erforderliche Potenzial angelegt, um die chemischen Reaktionen in den Nervenzellen zu gewährleisten.
Vorzugsweise ist die Rechteckspannung durch eine obere Signaldauer für den oberen Schwellenwert und eine untere Signaldauer für den unteren Schwellenwert definiert. Beispielsweise sind bei der Rechteckspannung die obere Signaldauer und die untere Signaldauer gleich. Alternativ dazu können bei der Rechteckspannung die obere Signaldauer und die untere Signaldauer unterschiedlich lang sein. Es ist vorgesehen, dass das Verhältnis zwischen der oberen und unteren Signaldauer vorbestimmt und/oder einstellbar ist. Das Verhältnis zwischen der oberen und unteren Signaldauer kann beispielsweise auch von einem Rechteckpuls zum nächsten Rechteckpuls oder nach einer bestimmten Anzahl von Rechteckpulsen variieren.
Beispielsweise kann die Rechteckspannung durch eine vorbestimmte und/oder einstellbare Anzahl der ansteigenden Flanken innerhalb eines bestimmten Zeitraums definiert sein. Untersuchungen habe gezeigt, dass die Anzahl der ansteigenden Flanken innerhalb eines bestimmten Zeitraums hinsichtlich der therapeutischen Wirkung von Bedeutung ist.
Weiterhin kann die Rechteckspannung durch eine vorbestimmte und/oder einstellbare Frequenz definiert sein. Es hat sich gezeigt, dass bestimmte Frequenzen oder Frequenzzyklen eine besondere therapeutische Wirkung haben.
Der obere Schwellenwert der Rechteckspannung beträgt beispielsweise zwischen 4 V und 16 V, insbesondere zwischen 6 V und 12 V und vorzugsweise zwischen 7 V und 10 V. Diese Spannungen können einerseits mit herkömmlichen und kostengünstigen Spannungsquellen bereitgestellt werden und sind andererseits für die gewünschten therapeutischen Wirkungen ausreichend. Grundsätzlich kann der obere Schwellenwert bis zu 52 V betragen. In diesem Bereich ist keine gesundheitliche Gefährdung für den Patienten zu befürchten.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der untere Schwellenwert zwischen –2 V und 4 V, insbesondere zwischen –1 V und 2 V, vorzugsweise 0 V beträgt. Der untere Schwellenwert kann grundsätzlich bis zu –52 V betragen. In diesem Bereich besteht keine gesundheitliche Gefahr für den Patienten.
Die Differenz zwischen dem oberen Schwellenwert und dem unteren Schwellenwert sollte wenigstens 0,2 V betragen. Der maximale Wert für die Differenz zwischen dem oberen Schwellenwert und dem unteren Schwellenwert kann beispielsweise 18 V und vorzugsweise 10 V betragen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steilheit der ansteigenden Flanke zwischen 10⁹ V/s und 10⁶ V/s, insbesondere zwischen 3·10⁸ V/s und 3·10⁶ V/s, vorzugsweise zwischen 10⁸ V/s und 10⁷ V/s beträgt. Mit diesen Werten lassen sich die gewünschten therapeutischen Effekte erzielen. Die ansteigende Flanke verursacht einen Strompuls, der umso höher ist, je steiler die Flanke ist.
Vorzugsweise ist die Steilheit der absteigenden Flanke kleiner als 5·10⁶ V/s. Außerdem kann die Steilheit der absteigenden Flanke kleiner sein als die Steilheit der ansteigenden Flanke. Es kann in verschieden Fällen vor teilhaft sein, dass die ansteigende Flanke steiler ist als die absteigenden Flanke und dadurch der von der absteigenden Flanke verursachte negative Strompuls kleiner ist als der von der aufsteigenden Flanke verursachte positive Strompuls.
Bei einer Betriebsart beträgt die vorbestimmte Frequenz 2800 Hz. Diese Frequenz kann insbesondere bei Neuralgien, neuralgiformen Schmerzen, Schmerzen bei Paresen und Heuschnupfen angewandt werden.
Die Rechteckspannung kann anstelle der Frequenz auch durch die Anzahl der ansteigenden Flanken innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit definiert sein. Im vorgenannten Fall wären 2800 ansteigende Flanken pro Sekunde vorgesehen. Die zeitlichen Abstände zwischen aufeinander folgenden ansteigenden Flanken können sowohl gleich als auch unterschiedlich sein.
Bei einer weiteren Betriebsart beträgt die vorbestimmte Frequenz 8000 Hz. Diese Frequenz ist für Schmerzen allgemeiner Art geeignet. Insbesondere kann die Frequenz von 8000 Hz bei Gelenkschmerzen, beispielsweise bei Arthrosen und Arthritiden angewandt werden. Auch für die Behandlung von Kopfschmerzen ist diese Frequenz geeignet.
Die vorgenannte Betriebsart kann auch durch 8000 ansteigende Flanken pro Sekunde definiert sein. Auch in diesem Fall können die zeitlichen Abstände zwischen aufeinander folgenden ansteigenden Flanken sowohl gleich als auch unterschiedlich sein.
Beispielsweise ist jede Betriebsart durch einen Zyklus definiert, der ein Zeitintervall oder mehrere aufeinander folgende Zeitintervalle aufweist. Jedes Zeitintervall ist durch die Signalform, die Frequenz, die Schwellenwerte, die Flanken und/oder anderen Parametern für die Spannung zwischen der Stimulationselektrode und der Handelektrode charakterisiert. Dadurch lässt sich eine Mehrzahl von Betriebsarten einstellen oder programmieren, bei denen das Spannungssignal innerhalb des Zyklus geändert wird. Auf diese Weise werden die Anwendungsmöglichkeiten des Schmerztherapiegerätes erweitert.
Beispielsweise ist bei einer Betriebsart für ein erstes Zeitintervall eine Rechteckspannung mit einer vorbestimmten Frequenz und für ein zweites Zeitintervall eine konstante Gleichspannung mit einer vorbestimmten Spannung definiert oder definierbar. Dabei beträgt die konstante Spannung vorzugsweise 0 V. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Rechteckspannung nicht ununterbrochen angelegt, sondern auch eine Behandlungspause eingelegt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei einer Betriebsart für ein erstes Zeitintervall eine Rechteckspannung mit einer vorbestimmten Startfrequenz und für weitere Zeitintervalle die doppelte Frequenz des jeweils vorhergehenden Zeitintervalls vorgesehen. Dabei beträgt die Startfrequenz beispielsweise 330 Hz. Aufgrund dieser Frequenzverdopplung lassen sich Schmerzlinderungen erreichen.
Vorzugsweise umfasst der Zyklus mit den Frequenzverdopplungen sechs Zeitintervalle von gleicher zeitlicher Dauer. Die Länge des Zyklus kann zum Beispiel eine Minute betragen. Eine typische Frequenzfolge umfasst die Frequenzen 330 Hz, 660 Hz, 1320 Hz, 2640 Hz, 5280 Hz und 10560 Hz.
Bei der Rechteckspannung können die obere Signaldauer und die untere Signaldauer gleich lang sein. Alternativ dazu können die obere Signaldauer und die untere Signaldauer auch unterschiedlich lang sein.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung programmiert oder programmierbar. Dadurch können die bereits vorhandenen Betriebsarten auch nachträglich modifiziert werden. Außerdem können dadurch weitere Betriebsarten mit geringem Aufwand hinzugefügt werden.
Weiterhin kann die Schmerztherapievorrichtung eine Eingabeeinrichtung aufweisen, die zum Einstellen der Betriebsart und/oder Aktivieren des Generators vorgesehen ist. Durch das Aktivieren des Generators wird ein Zyklus gestartet und automatisch ausgeführt. Damit kann die behandelnde Person oder der Patient selbst die Schmerztherapievorrichtung auf einfache Weise bedienen.
Aus Sicherheitsgründen und zum Schutz des Patienten kann die Schmerztherapievorrichtung eine Strombegrenzungseinrichtung aufweisen, die zum automatischen Begrenzen des Stromes zwischen der Stimulationselektrode und der Handelektrode auf einen vorbestimmten Maximalstrom vorgesehen ist. Vorzugsweise gibt es zwei Strombegrenzungen. Der vorbestimmte Maximalstrom während der ansteigenden Flanke beträgt beispielsweise 10 mA. Die über das Signal gemittelte Begrenzung liegt beispielsweise bei 0,05 mA.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Schmerztherapievorrichtung eine Abschalteinrichtung zum automatischen Abschalten der Schmerztherapievorrichtung nach einem vorbestimmten Zeitraum aufweist. Dies ist einerseits eine Sicherheitsmaßnahme, damit der Patient nicht aus Versehen über einen längeren Zeitraum der Rechteckspannung ausgesetzt werden kann. Andererseits wird damit ein unnötiger Stromverbrauch verhindert. Dabei kann der vorbestimmte Zeitraum zwischen einer und drei Minuten, vorzugsweise zwei Minuten betragen.
Weitere Merkmale, Vorteile und besondere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Schmerztherapievorrichtung gemäß der Erfindung,
2 schematische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform der Schmerztherapievorrichtung gemäß der Erfindung,
3 eine schematische Ansicht einer Signalform der von der Schmerztherapievorrichtung gemäß der Erfindung erzeugten Rechteckspannung, und
4 eine schematische Ansicht des elektrischen Stroms zwischen zwei Elektroden der Schmerztherapievorrichtung gemäß der Erfindung als Funktion der Zeit.
In 1 ist ein schematisches Blockschaltbild des Schmerztherapiegerätes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Schmerztherapiegerät umfasst eine Stimulationselektrode 10 und eine Handelektrode 12. Die Stimulationselektrode 10 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus Edelstahl hergestellt. Weiterhin ist die Stimulationselektrode 10 als dünner Stab ausgebildet. Die Handelektrode 12 ist ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt. Vorzugsweise ist die Handelektrode 12 als Flächenstück ausgebildet.
Das Schmerztherapiegerät umfasst einen Generator 14, dessen Ausgang mit der Stimulationselektrode 10 gekoppelt ist. Eingangsseitig ist der Generator 14 mit einer Steuereinrichtung 16 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 16 weist einen Mikroprozessor und einen Arbeitsspeicher auf. Weiterhin umfasst das Schmerztherapiegerät eine Anzeigeeinrichtung 18, eine Eingabeeinrichtung 20 und einen Taktgenerator 22. Die Anzeigeeinrichtung 18, die Eingabeeinrichtung 20 und der Taktgenerator 22 sind mit der Steuereinrichtung 16 gekoppelt. Außerdem weist die Schmerztherapievorrichtung eine Erfassungseinrichtung 24 auf, die eingangsseitig mit der Stimulationselektrode 10 und ausgangsseitig mit der Steuereinrichtung 16 gekoppelt ist. Schließlich umfasste die Schmerztherapievorrichtung eine Spannungsquelle, die in 1 nicht dargestellt ist. Als Spannungsquelle können beispielsweise eine oder mehrere Batterien oder Akkumulatoren vorgesehen sein. Die Versorgungsspannung für die Schmerztherapievorrichtung beträgt vor zugsweise zwischen 3 V und 10 V. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Versorgungsspannung 4,5V.
Die Stimulationselektrode 10 ist zum Anlegen an drucksensible bzw. druckschmerzhafte Punkte am Körper des Patienten vorgesehen. Die Handelektrode 12 wird üblicherweise von der behandelnden Person berührt. Wenn der Stromkreis nicht geschlossen ist, erscheint auf der Anzeigeeinrichtung 18 ein entsprechendes Symbol.
An der Eingabeeinrichtung 20 kann die behandelnde Person unter mehreren Betriebsarten auswählen. Die möglichen Betriebsarten sind weiter unten naher erläutert. Die behandelnde Person kann an der Eingabeeinrichtung 20 weitere Parameter einstellen und den Behandlungsvorgang starten. Die Signale von der Eingabeeinrichtung 20 werden von der Steuereinrichtung 16 verarbeitet, so dass von der Anzeigeeinrichtung 18 der aktuelle Betriebszustand und weitere Parameter angezeigt und der Generator 14 entsprechend dem Betriebszustand eine Rechteckspannung oder konstante Gleichspannung erzeugt.
Die Erfassungseinrichtung 24 ist zum Erfassen der Spannung und des Stromes zwischen der Stimulationselektrode 10 und der Handelektrode 12 vorgesehen und sendet entsprechende Signale an die Steuereinrichtung 16, die dort weiter verarbeitet werden. Die erfassten Spannungen und Ströme können von der Anzeigeeinrichtung 18 dargestellt werden. Die Steuereinrichtung 16 umfasst eine Strombegrenzungsfunktion, so dass der Strom zwischen der Stimulationselektrode 10 und der Handelektrode 12 einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet. Bei dieser konkreten Ausführungsform wird der Strom während der ansteigenden Flanke auf 10 mA begrenzt. Die über das Signal gemittelte Begrenzung liegt bei 0,05 mA.
Der Taktgenerator 22 ist vorgesehen, um den digitalen Teil der Steuereinrichtung 16 und den Generator 14 mit Taktsignalen zu versorgen.
2 zeigt eine schematische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform der Schmerztherapievorrichtung gemäß der Erfindung. Die Schmerztherapievorrichtung umfasst ein Gehäuse 30, in dessen Inneren die Steuereinrichtung 16, der Generator 14, die Erfassungseinrichtung 24 und der Taktgenerator 22 angeordnet sind. Das Gehäuse ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. An einer Stirnseite des Gehäuses 30 ist die Stimulationselektrode 10 angebracht. Die Stimulationselektrode 10 ist stabförmig ausgebildet und erstreckt sich wie eine Antenne vom Gehäuse 30 weg. Bei dieser Ausführungsform weist die Stimulationselektrode 10 eine abgerundete Spitze auf und ist aus einem körperverträglichen Edelstahl hergestellt.
Die Schmerztherapievorrichtung kann eine Nadel aufweisen, die an die Stimulationselektrode 10 montierbar ist. Die Nadel ist für eine Invasive Behandlung vorgesehen. Alternativ dazu kann die Stimulationselektrode 10 als Nadel ausgebildet sein.
An einer großflächigen Oberseite des Gehäuses 30 befinden sich die Anzeigeeinrichtung 18, die Handelektrode 12 und die Eingabeeinrichtung 20. Die Anzeigeeinrichtung 18 weist in dieser konkreten Ausführungsform ein Display 26 und eine Leuchtdiode 28 auf. Auf dem Display 26 sind insbesondere Buchstaben, Ziffern, Symbole und graphische Elemente dargestellt oder darstellbar. Die Handelektrode 12 ist als Flächenstück ausgebildet und zwischen der Anzeigeeinrichtung 18 und der Eingabeeinrichtung 20 angeordnet. Die Handelektrode 12 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt.
Die Eingabeeinrichtung 20 ist in diesem Beispiel als eine Tastatur mit acht Tasten ausgebildet. Ein Schalter 32 ist zum Einschalten und Ausschalten des Schmerztherapiegerätes vorgesehen. Zwei Programmwahltasten 34 und 36 sind zum Einstellen einer bestimmten Betriebsart vorgesehen, wobei auf einem Menu die erste Programmwahltaste 34 in Vorwärtsrichtung und die zweite Programmwahltaste 36 in Rückwärtsrichtung schaltet. Zwei Intensitätstasten 38 und 40 sind zum Einstellen der Spannung zwischen der Stimulationselektrode 10 und der Handelektrode 12 vorgesehen, wobei die erste Intensitätstaste 38 die Spannung erhöht und die zweite Intensitätstaste 40 die Spannung herabsetzt. Eine Akustiktaste 42 ist zum Aktivieren und Deaktivieren von akustischen Signalen vorgesehen. Eine Starttaste 44 ist zum Aktivieren eines Zyklus der eingestellten Betriebsart vorgesehen. Zum Abbrechen des Zyklus ist eine Stopptaste 46 vorgesehen.
Im Betrieb wird die Stimulationselektrode 10 beim Patienten an den schmerzhaften Punkt angelegt. Die Handelektrode 12 wird entweder vom Patienten selbst oder von der behandelnden Person mit der Hand berührt. Im letzteren Fall sollte die behandelnde Person den Patienten direkt oder indirekt berühren. Auch eine Selbstbehandlung des Patienten ist möglich. Dabei wird die Stimulationselektrode 10 an den druckschmerzhaften Punkt angelegt und die Handelektrode 12 vom Patienten direkt oder indirekt berührt.
3 zeigt eine schematische Ansicht einer bevorzugten Rechteckspannung, wie sie von der Schmerztherapievorrichtung gemäß der Erfindung erzeugt wird. Die Rechteckspannung ist durch einen oberen Schwellenwert Umax, einen unteren Schwellenwert Umin, eine ansteigende Flanke 52 und eine absteigende Flanke 54 charakterisiert. Weiterhin ist die Rechteckspannung durch die Frequenz oder die Anzahl der ansteigenden Flanken pro Zeiteinheit definiert. Eine weitere charakteristische Größe sind die obere Signaldauer T1 für den oberen Schwellenwert Umax und die untere Signaldauer T2 für den unteren Schwellenwert Umin.
In dieser konkreten Ausführungsform beträgt der obere Schwellenwert 9 V. Typischerweise liegt der obere Schwellenwert zwischen 4 V und 16 V. Der untere Schwellenwert beträgt bei dieser Ausführungsform 0 V, kann aber auch zwischen –2 V und 4 V liegen. Diese Spannungen können einerseits mit herkömmlichen und kostengünstigen Spannungsquellen bereitgestellt werden und sind andererseits für die gewünschten therapeutischen Wirkungen ausreichend.
Prinzipiell kann der obere Schwellenwert maximal bis zu etwa 52 V und der untere Schwellenwert bis zu etwa –52 V betragen, damit keine gesundheitliche Gefährdung für den Patienten besteht.
Bei dieser Ausführungsform beträgt die Steilheit der ansteigenden Flanke 52 zwischen 10⁸ V/s und 10⁷ V/s. Um die gewünschten therapeutischen Effekte zu erzielen, sollte die Steilheit der ansteigenden Flanke 52 etwa zwischen 5·10⁶ V/s und 10⁶ V/s liegen.
Vorzugsweise ist die Steilheit der absteigenden Flanke 54 größer als 2,5·10⁶ V/s. Es kann in verschieden Fällen vorteilhaft sein, dass der von der absteigenden Flanke verursachte negative Strom kleiner ist als der von der aufsteigenden Flanke verursachte positive Strom.
Das Verhältnis zwischen der oberen Signaldauer T1 und der unteren Signaldauer T2 kann fest eingestellt oder variierbar sein. Die Variation kann auch von Puls zu Puls oder nach einer bestimmten Anzahl von Pulsen erfolgen. Ebenso kann das Verhältnis zwischen der oberen und unteren Signaldauer T1 und T2 auch beim Übergang zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitintervallen geändert werden. T1 soll größer als 1 μs sein.
In 4 ist ein schematisches Diagramm des elektrischen Stroms zwischen der Stimulationselektrode 10 und der Handelektrode 12 als Funktion der Zeit dargestellt. Die ansteigende Flanke 52 der Rechteckspannung verursacht einen kurzzeitigen positiven Strompuls 56. Dementsprechend verursacht die absteigende Flanke 54 der Rechteckspannung einen kurzzeitigen negativen Strompuls 58. Der maximale Strom bei dem positiven Strompuls 56 liegt in diesem Beispiel bei etwa 10 mA. Der positive Strompuls 56 dauert etwa zwischen 0,2 μs und 1 μs. Bei dem negativen Strompuls 58 ist der maximale Strom niedriger als beim positiven Strompuls 56. Der negative Strompuls 58 dauert länger, beispielsweise 4 μs, als der positive Strompuls 56. Dies lässt sich durch eine zeitliche Dämpfung erreichen.
Nachstehend werden mehrere Betriebsarten beschrieben, die mit der bevorzugten Ausführungsform der Schmerztherapievorrichtung gemäß der Erfindung durchführbar sind.
Bei der ersten Betriebsart ist eine Rechteckspannung mit einer Frequenz von 2800 Hz zwischen der Stimulationselektrode 10 und der Handelektrode 12 vorgesehen. Ein Zyklus der ersten Betriebsart umfasst wenigstens ein Zeitintervall, in dem die Rechteckspannung mit der Frequenz von 2800 Hz angelegt wird. Optional kann ein weiteres Zeitintervall vorgesehen sein, in dem eine konstante Gleichspannung zwischen der Stimulationselektrode 10 und der Handelektrode 12 anliegt. Vorzugsweise beträgt die konstante Gleichspannung 0 V. Die Rechteckspannung oszilliert zwischen einem oberen Schwellenwert Umax und einem unteren Schwellenwert Umin. Beispielsweise entspricht der untere Schwellenwert Umin der konstanten Gleichspannung. Vorzugsweise beträgt der untere Schwellenwert Umin ebenfalls 0 V. Der obere Schwellenwert Umax ist entweder vorab eingestellt oder vom Bediener einstellbar.
Durch das Abschalten der Rechteckspannung während des zweiten Zeitintervalls wird gewährleistet, dass der Patient und auch die behandelnde Person nur für einen begrenzten Zeitraum der Rechteckspannung ausgesetzt werden.
Die erste Betriebsart kann nun so ausgestaltet sein, dass ein Zyklus eine Vielzahl von Zeitintervallen umfasst. Dabei liegt während der ungeradzahligen Zeitintervalle die Rechteckspannung und während der geradzahligen Zeitintervalle die konstante Gleichspannung, die vorzugsweise 0 V beträgt, an.
Hinsichtlich ihrer Indikationen kann die erste Betriebsart insbesondere bei Neuralgien, neuralgiformen Schmerzen, Schmerzen bei Paresen und Heuschnupfen angewandt werden. Besonders bei neuralgiformen Schmerzen im Gesichtsbereich und Bereich der Extremitäten kann die erste Betriebsart erfolgreich angewandt werden.
Eine zweite Betriebsart ist der ersten in qualitativer Hinsicht sehr ähnlich. Bei der zweiten Betriebsart ist eine Rechteckspannung mit einer Frequenz von 8000 Hz zwischen der Stimulationselektrode 10 und der Handelektrode 12 vorgesehen. Ein Zyklus der zweiten Betriebsart umfasst ebenfalls wenigstens ein Zeitintervall, in dem die Rechteckspannung mit der Frequenz von 8000 Hz angelegt wird. Optional kann ein weiteres Zeitintervall vorgesehen sein, in dem die konstante Gleichspannung zwischen der Stimulationselektrode 10 und der Handelektrode 12 anliegt. Vorzugsweise beträgt die konstante Gleichspannung 0 V. Die Rechteckspannung oszilliert auch bei der zweiten Betriebsart zwischen einem oberen Schwellenwert Umax und einem unteren Schwellenwert Umin. Beispielsweise entspricht der untere Schwellenwert Umin der konstanten Gleichspannung. Vorzugsweise beträgt der untere Schwellenwert Umin ebenfalls 0 V. Der obere Schwellenwert Umax ist entweder vorab eingestellt oder vom Bediener einstellbar.
Das Abschalten der Rechteckspannung während des zweiten Zeitintervalls gewährleistet, dass der Patient und auch die behandelnde Person nur für einen begrenzten Zeitraum der pulsierenden Gleichspannung ausgesetzt werden.
Auch die zweite Betriebsart kann nun so ausgestaltet sein, dass während der ungeradzahligen Zeitintervalle die Rechteckspannung und während der geradzahligen Zeitintervalle die konstante Gleichspannung anliegt, wobei die konstante Gleichspannung vorzugsweise 0 V beträgt.
Die zweite Betriebsart kann für zahlreiche Indikationen angewandt werden. Generell ist die zweite Betriebsart für allgemeine Schmerzen geeignet. Insbesondere kann die zweite Betriebsart bei Gelenkschmerzen, beispielsweise bei Arthrosen und Arthritiden angewandt werden. Auch für die Behandlung von Kopfschmerzen ist die zweite Betriebsart geeignet.
Bei einer dritten Betriebsart umfasst der Zyklus wenigstens sechs Zeitintervalle. Während des ersten Zeitintervalls wird eine pulsierende Gleich spannung mit einer vorbestimmten Startfrequenz F1 zwischen der Stimulationselektrode 10 und der Handelektrode 12 angelegt. Zu Beginn des zweiten Zeitintervalls wird die Frequenz der Rechteckspannung verdoppelt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei Beginn des dritten bis sechsten Zeitintervalls. Somit sind die Frequenzen im zweiten bis sechsten Zeitintervall doppelt so groß wie die Frequenz im vorhergehenden Zeitintervall.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der dritten Betriebsart beträgt die Startfrequenz F1 = 330 Hz. In den nachfolgenden Zeitintervallen betragen die Frequenzen F2 = 660 Hz, F3 = 1320 Hz, F4 = 2640 Hz, F5 = 5280 Hz und F6 = 10560 Hz. Vorzugsweise dauert der gesamte Zyklus eine Minute und jedes Zeitintervall dauert 10 Sekunden.
Optional kann anschließend ein siebtes Zeitintervall mit einer konstanten Spannung, vorzugsweise 0 V, vorgesehen sein. Dadurch wird gewährleistet, dass eine Behandlungspause eingelegt wird und der Patient nicht permanent der Rechteckspannung ausgesetzt ist.
Die dritte Betriebsart kann beispielsweise bei Schmerzen angewandt werden, die auf Durchblutungsstörungen zurückzuführen sind. Darüber hinaus können mit der dritten Betriebsart auch Durchblutungsstörungen selbst behandelt werden.
Die Wirkung der erfindungsgemäßen Schmerztherapievorrichtung ist darauf zurückzuführen, dass bei bestimmten Frequenzbereichen Schmerzen gelindert werden. Der menschliche Körper kann elektrotechnisch als eine Ersatzschaltung aufgefasst werden, die ein Widerstandselement und ein dazu parallel geschaltetes Kondensatorelement umfasst. Dabei hat das virtuelle Widerstandselement einen Widerstandswert von etwa 500 kΩ bis 2 MΩ, was lediglich einen Strom im μA-Bereich ermöglichen würde. Die Kapazität des virtuellen Kondensatorelements liegt etwa zwischen 20 pF und 100 pF. Während der ansteigenden Flanken der Rechteckspannung entsteht ein kurzzeitiger Strompuls, dessen maximale Höhe etwa 10 mA beträgt. Dieser Strompuls dauert etwa 0,2 μs bis 1 μs.
Dieser Stromstoß wird in regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Abständen entsprechend der Frequenz bzw. der Anzahl der ansteigenden Flanken wiederholt.
Bei einer weiteren Betriebsart kann die Schmerztherapievorrichtung zum Auffinden von Akupunkturpunkten vorgesehen sein. Üblicherweise werden zum Auffinden von Akupunkturpunkten spezielle Geräte verwendet, die den Hautwiderstand erfassen. Über eine Messspitze wird eine Gleichspannung auf der Haut angelegt und der Strom über ein in Reihe geschaltetes Widerstandselement gemessen. Dabei wird die Messspitze über die Hautoberfläche geführt und an verschiedenen Stellen der Hautwiderstand erfasst. Dazu ist ein bestimmter Mindestanpressdruck erforderlich.
An den Akupunkturpunkten ist der elektrische Widerstand geringer als an anderen Stellen, so dass auf diese Weise die Akupunkturpunkte gefunden werden können. Die Stärke des Anpressdrucks und die Feuchtigkeit der Haut beeinflussen jedoch den Kontaktwiderstand und können somit zu Fehlinterpretationen führen. Dagegen spielt bei einer Messung des kapazitiven Übergangswiderstands der Einfluss der Hautfeuchtigkeit eine geringere Rolle, so dass bei dieser Methode die Messgenauigkeit erhöht wird.
Vorzugsweise werden Spannungspulse mit einer relativ kurzen ansteigenden Flanke verwendet. Der während der ansteigenden Flanke fließende Strom kommt durch die kapazitive Übertragung zustande. Sobald die maximale Spannung erreicht ist, fließt über die gesamte Pulslänge ein Gleichstrom. Dadurch ist es möglich, sowohl den kapazitiven Widerstand auf der Haut als auch den ohmschen Widerstand gleichzeitig zu erfassen. Dabei muss die Messspitze nicht angepresst werden, sondern kann mit einer sanften Berührung über die Haut geführt werden.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die ansteigende Flanke zu variieren und auf diese Weise etwaige Resonanzen zu erfassen. Mit hoher Wahr scheinlichkeit wird die Resonanzfrequenz an einem Akupunkturpunkt sich von den Resonanzfrequenzen an anderen Hautpunkt unterscheiden.
Die erfindungsgemäße Schmerztherapievorrichtung kann auch eine Schnittstelle aufweisen, so dass sie an einen Personalcomputer oder ein Notebook anschließbar ist. Wenn die Schmerztherapievorrichtung die Schnittstelle aufweist, sind die Anzeigeeinrichtung 18 und die Eingabeeinrichtung 20 bei der Schmerztherapievorrichtung nicht unbedingt erforderlich. Die Funktionen der Anzeigeeinrichtung 18 und der Eingabeeinrichtung 20 können auch von dem Personalcomputer bzw. Notebook übernommen werden. Auch die Funktionen der Steuereinrichtung 16 können von dem Personalcomputer bzw. Notebook durchgeführt werden.

10: Stimulationselektrode
12: Handelektrode
14: Generator
16: Steuereinrichtung
18: Anzeigeeinrichtung
20: Eingabeeinrichtung
22: Taktgenerator
24: Erfassungseinrichtung
26: Display
28: Leuchtdiode
30: Gehäuse
32: Schalter
34: erste Programmwahltaste
36: zweite Programmwahltaste
38: erste Intensitätstaste
40: zweite Intensitätstaste
42: Akustiktaste
44: Starttaste
46: Stopptaste
52: ansteigende Flanke
54: absteigende Flanke
56: positiver Strompuls
58: negativer Strompuls
Umax: oberer Schwellenwert
Umin: unterer Schwellenwert
T1: obere Signaldauer
T2: untere Signaldauer
Imax: Maximalstrom

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004027930 A1 [0003]

Claims

Schmerztherapievorrichtung, die Folgendes aufweist: – eine Stimulationselektrode (10) zum Anlegen an einen druckschmerzhaften Punkt, – eine Handelektrode (12), – einen Generator (14) zum Erzeugen einer elektrischen Spannung zwischen der Stimulationselektrode (10) und der Handelektrode (12), und – eine Steuereinrichtung (16) zum Ansteuern des Generators (14), wobei – die elektrischen Spannung wenigstens eine vorbestimmte und/oder einstellbare Signalform aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spannung als eine Rechteckspannung ausgebildet ist, die durch einen oberen Schwellenwert (Umax), einen unteren Schwellenwert (Umin), eine ansteigende Flanke (52) und eine absteigende Flanke (54) definiert ist.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechteckspannung durch eine obere Signaldauer (T1) für den oberen Schwellenwert (Umax) und eine untere Signaldauer (T2) für den unteren Schwellenwert (Umin) definiert ist.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechteckspannung durch eine vorbestimmte und/oder einstellbare Anzahl der ansteigenden Flanken (52) innerhalb eines bestimmten Zeitraums definiert ist.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechteckspannung durch eine vorbestimmte und/oder einstellbare Frequenz definiert ist.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Schwellenwert (Umax) zwischen 4 V und 16 V, insbesondere zwischen 6 V und 12 V, vorzugsweise zwischen 7 V und 9 V beträgt.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Schwellenwert (Umin) zwischen –2 V und 4 V, insbesondere zwischen –1 V und 2 V, vorzugsweise 0 V beträgt.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steilheit der ansteigenden Flanke (52) zwischen 10⁹ V/s und 10⁶ V/s, insbesondere zwischen 3·10⁸ V/s und 3·10⁶ V/s, vorzugsweise zwischen 10⁸ V/s und 10⁷ V/s beträgt.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steilheit der absteigenden Flanke (54) kleiner als 5·10⁶ V/s ist.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steilheit der absteigenden Flanke (54) kleiner als die Steilheit der ansteigenden Flanke (52) ist.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Frequenz 2800 Hz beträgt.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Frequenz 8000 Hz beträgt.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (16) zum Steuern wenigstens einer vorbestimmte und/oder einstellbaren Betriebsart vorgesehen ist.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsart durch einen Zyklus definiert ist, der ein Zeitintervall oder mehrere aufeinander folgende Zeitintervalle umfasst.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zeitintervall eine vorbestimmte und/oder einstellbare Signalform zugeordnet ist.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Betriebsart für ein erstes Zeitintervall eine vorbestimmte Startfrequenz und für weitere nachfolgende Zeitintervalle die doppelte Frequenz des jeweils vorhergehenden Zeitintervalls vorgesehen ist.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Startfrequenz 330 Hz beträgt.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklus sechs Zeitintervalle von gleicher zeitlicher Dauer umfasst.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Zyklus zwischen 30 Sekunden und 100 Sekunden, vorzugsweise eine Minute beträgt.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen in den aufeinander folgenden Zeitintervallen 330 Hz, 660 Hz, 1320 Hz, 2640 Hz, 5280 Hz und 10560 Hz betragen.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Signaldauer (T1) und die untere Signaldauer (T2) gleich lang sind.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Signaldauer (T1) und die untere Signaldauer (T2) unterschiedlich lang sind.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Signaldauer (T1) größer als 1 μs ist.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (16) programmiert oder programmierbar ist.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmerztherapievorrichtung eine Eingabeeinrichtung (20) aufweist, die zum Einstellen der Betriebsart und/oder Aktivieren des Generators (14) vorgesehen ist.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmerztherapievorrichtung eine Strombegrenzungseinrichtung zum automatischen Begrenzen des Stromes zwischen der Stimulationselektrode (10) und der Handelektrode (12) auf einen vorbestimmten Maximalstrom (Imax) aufweist.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass während der ansteigenden Flanke (52) der vorbestimmte Maximalstrom (Imax) zwischen 5 mA und 15 mA, vorzugsweise 10 mA beträgt.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der über das Signal gemittelte vorbestimmte Maximalstrom (Imax) zwischen 0,005 mA und 0,1 mA, vorzugsweise 0,05 mA beträgt.
Schmerztherapievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmerztherapievorrichtung eine Abschalteinrichtung zum automatischen Abschalten der Schmerztherapievorrichtung nach einem vorbestimmten Zeitraum aufweist.
Schmerztherapievorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Zeitraum zwischen einer und drei Minuten, vorzugsweise zwei Minuten beträgt.