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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
für die lokale
Applikation eines an ihrem vorderen Ende austretenden Magnetfeldes,
mit einem länglichen,
ferromagnetischen Kern und einer den Kern umgebenden Spule.
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Derartige Vorrichtungen werden üblicherweise
auch Stab-Applikator oder in Englisch "pen applicator" genannt. Die beiden Enden der aus einem
isolierten metallischen Draht bestehenden Windungen der elektrischen
Spule werden mit den Stromausgängen
eines Steuergerätes
verbunden. Das Steuergerät
erzeugt in den Windungen der Spule einen zeitlich variierenden Stromfluß, der in
den ferromagnetischen Kern ein zeitlich variierendes Magnetfeld
induziert. Die magnetischen Feldlinien treten aus dem vorderen Ende
des magnetischen Kerns aus. Zur Beaufschlagung bestimmter Körperregionen
eines zu behandelnden Lebewesens (Mensch oder Tier) wird dieses
vordere Ende gegen die zu behandelnde Körperregion gedrückt.
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Bei bisherigen Vorrichtungen dieser
Art bestand das Problem, daß außer dem
an dem vorderen Ende des Kerns auftretenden Magnetfeld eine gewisse
magnetische Feldstärke
auch in den seitlichen Bereichen und vor allem im hinteren Bereich
des Stab-Applikators auftrat. So wurde nicht nur der Patient, sondern
auch der Therapeut, der den Applikator bedient, mit einer magnetischen
Feldstärke
beaufschlagt. Wogegen das magnetische Feld bei dem Patienten eine
therapeutische Wirkung hat, kann die dauerhafte Beaufschlagung des
Therapeuten mit einem magnetischen Feld während der Behandlung seiner
Patienten zu unerwünschten
Effekten führen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
somit die Aufgabe zugrunde, die Konzentration des Magnetfeldes auf
den zu behandelnden Bereich zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß der
Kern einen sich hinter der Spule erstreckenden radialen Abschnitt
und einen sich daran anschließenden,
die Spule umgebenden äußeren Kernabschnitt
aufweist.
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Auf diese Weise wird ein ferromagnetischer Kern
geschaffen, der die Spule sowohl an der Außenseite als auch an der Innenseite
umgibt, wobei der magnetische Fluß innerhalb des Kerns zwischen dem äußeren Kernabschnitt
und dem inneren Kernabschnitt durch den radialen Abschnitt am hinteren Ende
der Vorrichtung sichergestellt ist. Die magnetischen Feldlinien
treten bei einer derartigen Anordnung an der vorderen Stirnfläche des
inneren Kerns sowie an der vorderen Stirnfläche des äußeren Kernabschnittes aus.
Die seitlichen und insbesondere hinteren Bereiche der Vorrichtung
sind weitgehend von magnetischen Feldern frei. Das gesamte, durch
den erfindungsgemäßen Stab-Applikator
erzeugte Magnetfeld wirkt somit auf den Bereich, gegen den das vordere
Ende des Stab-Applikators anliegt.
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Bei einer praktischen Ausführungsform
verläuft
die vordere Stirnfläche
des inneren Kerns rotationssymmetrisch und zur radialen Richtung
geneigt. Insbesondere kann die vordere Stirnfläche des inneren Kerns auf einer
konkaven Kegelfläche
liegen.
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Ebenfalls verläuft bei einer praktischen Ausführungsform
die vordere Stirnfläche
des äußeren Kernabschnitts
rotationssymmetrisch und zur radialen Richtung geneigt. Sie kann
insbesondere auf einer konvexen Kegelfläche liegen.
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Durch eine derartige kegelige Ausbildung der
vorderen Stirnflächen
des inneren und des äußeren Kernabschnitts
kann die Geometrie des durch die vorderen Stirnflächen erzeugten
Magnetfeldes optimiert werden. Magnetische Feldlinien treten in
der Regel rechtwinklig zur Austrittsfläche eines ferromagnetischen
Kerns aus. Durch Neigung der entsprechenden Austrittsfläche kann
die Austrittsrichtung der Feldlinien und damit die Form des sich
ergebenden magnetischen Felds beeinflußt werden. Die magnetischen
Feldlinien vor den genannten Stirnflächen treten aus der ersten
der Stirnfläche
aus und in die zweite der Stirnflächen ein. Dabei liegt die Stirnfläche des äußeren Kernabschnitts
auf einer konvexen Kegelfläche,
die beispielsweise um 40° zur
radialen Richtung geneigt ist. Die vordere Stirnfläche des
inneren Kerns liegt auf einer konkaven Kegelfläche, die beispielsweise um
33° zur
radialen Richtung geneigt ist. Die aus diesen Stirnflächen austretenden
Feldlinien des magnetischen Feldes sind im wesentlichen kreisförmig und
erstrecken sich von einer Stirnfläche zur anderen um etwa 250° eines Vollkreises.
Da die Stirnflächen
rotationssymmetrisch sind und in allen Bereichen des Kerns im wesentlichen
der gleiche Fluß herrscht,
sind die kreisförmigen
Feldlinien gleichmäßig vor
der vorderen Stirnfläche
der Vorrichtung verteilt, so daß sich
im wesentlichen ein torusförmiges
Magnetfeld vor dem vorderen Ende des Stab-Applikators ausbildet.
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Die Windungen der Spule des Stab-Applikators
bestehen in der Praxis aus etwa 0,5 mm starkem, lackiertem Kupferdraht.
Es sind über
einhundert Windungen vorhanden, die in dem Ringspalt zwischen dem äußeren Kernabschnitt
und dem inneren Kern verlaufen. Diese Drahtwindungen werden durch das Überstülpen des äußeren Kernabschnitts
zusätzlich
gegen Beschädigung
geschützt.
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Bei einer praktischen Ausführungsform
weist der innere Kern eine axiale Bohrung auf. In diese axiale Bohrung
kann ein Anschlußkabel
eingebracht werden. Das Anschlußkabel
dient der Verbindung der beiden Enden der Leiter der Spule mit den
Stromausgängen
eines Steuergerätes.
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Vorzugsweise ist an mindestens einem
Ende des Stab-Applikators eine Kunststoffkappe angeordnet. Die Kunststoffkappe
am vorderen Ende, welches gegen die Haut des zu behandelnden Patienten
gelegt wird, reduziert das Kältegefühl beim
Anlegen des Applikators, was beispielsweise beim Anlegen einer metallischen
Fläche
entstehen könnte.
Die Kunststoffkappe am hinteren Ende des Applikators ermöglicht eine
feste mechanische Verbindung mit dem Anschlußkabel.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Stab-Applikators
beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine
schaubildliche Darstellung eines Stab-Applikators gemäß der Erfindung,
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2 eine
geschnittene Darstellung einzelner Bestandteile des Stab-Applikators
aus 1 in Seitenansicht,
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3 eine
Seitenansicht der zusammengefügten
Teile aus 2 sowie der
Kunststoffkappen des Applikators,
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4 eine
Seitenansicht eines zusammengefügte
Applikators aus den 1 – 3.
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Der in den 1 – 4 dargestellte Stab-Applikator
besteht aus einem ferromagnetischen Kern, der sich im wesentlichen
aus drei Abschnitten zusammensetzt. Der erste Abschnitt ist der
innere Kern 1, der mit einer Spule 2, bestehend
aus einem dünnen isolierten
Kupferdraht, umwickelt ist. An den länglichen inneren Kern 1 schließt sich
ein radialer Abschnitt 3 an. Auf den äußeren Umfang der Spule 2 ist ein äußerer Kernabschnitt 4 aufgeschoben.
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Auf diese Weise sind die stromdurchflossenen
Leiter der Spule 2 sowohl auf der Innenseite als auch auf
der Außenseite
von dem ferromagnetischen Material des Kerns umgeben. Die magnetischen Feldlinien
laufen durch den inneren Kern 1 hindurch über den
radialen Abschnitt 3 zum äußeren Kernabschnitt 4.
Die magnetischen Feldlinien treten durch die vorderen Stirnflächen sowohl
des inneren Kerns 1 als auch des äußeren Kernabschnitts 4 aus.
Sie erstrecken sich ringförmig
von der ersten Stirnfläche zur
zweiten und bilden so das Magnetfeld am vorderen Ende des Applikators.
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Wie insbesondere in den 2 und 3 zu erkennen ist, ist die vordere Stirnfläche 5 des
inneren Kerns 4 konisch und konkav ausgebildet. Sie verläuft auf
einer nach innen gewölbten
Kegelfläche
mit einem Neigungswinkel von etwa 30° zur radialen Richtung.
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Auch die vordere Stirnfläche 6 des äußeren Kernabschnitts 4 ist
zur radialen Richtung kegelig geneigt. Die vordere Stirnfläche 6 des äußeren Kernabschnitts 4 verläuft auf
einer konvexen Kegelfläche
mit einem Neigungswinkel von etwa 40° zur radialen Richtung.
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Die magnetischen Feldlinien haben
die Eigenschaft, senkrecht aus der Stirnfläche des Kerns auszutreten.
Wie in 3 erkennbar, bilden
sich daher im wesentlichen kreisförmige magnetische Feldlinien,
welche sich im wesentlichen gleichmäßig um das vordere Ende der
Spule 2 verteilen. Das Magnetfeld am vorderen Ende des
Applikators erhält
damit eine torusförmige
Gestalt.
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Am vorderen Ende des Applikators
ist eine Kunststoffkappe 7 angebracht. Die Kunststoffkappe 7 verhindert,
daß ein
unangenehmes Gefühl
beim Auflegen des Applikators auf die Haut entsteht, wie es beispielsweise
beim Auflegen metallischer Bauteile entstehen kann. Ferner schützt die
Kunststoffkappe die einzelnen Bestandteile des Stab-Applikators
vor Beschädigung.
Die Kunststoffkappe 7 kann auf beliebige Weise befestigt,
insbesondere festgeklebt werden.
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Ebenfalls ist am hinteren Ende des
Stab-Applikators eine Kunststoffkappe 8 angebracht. Diese dient
insbesondere dem Fixieren des Anschlußkabels 9 (siehe 1). Das Anschlußkabel 9 führt die beiden
Leiter 10, 11 (siehe 2),
welche die Windungen der Spule 2 mit dem Stromausgang des Steuergeräts (nicht
dargestellt) verbinden. Das Ende des Anschlußkabels 9 und die
Leiter 10, 11 verlaufen innerhalb einer axialen
Bohrung des inneren Kerns 1.
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Das hintere Ende des äußeren Kernabschnitts
sollte möglichst
spaltfrei gegen den radialen Abschnitt 3 des Kerns anliegen.
Zur Erhöhung
des magnetischen Flusses im Kontaktbereich kann ein Fügemittel,
beispielsweise ein Lot, aus ferromagnetischem Material zwischen
dem hinteren Ende des äußeren Kernabschnitts 2 und
dem radialen Abschnitt 3 angeordnet werden.
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- 1
- innerer
Kern
- 2
- Spule
- 3
- radialer
Abschnitt
- 4
- äußerer Kernabschnitt
- 5
- vordere
Stirnfläche
des inneren Kerns
- 6
- vordere
Stirnfläche
des äußeren Kernabschnitts
- 7
- vordere
Kunststoffkappe
- 8
- hintere
Kunststoffkappe
- 9
- Anschlußkabel
- 10
- elektrischer
Leiter
- 11
- elektrischer
Leiter
- 12
- axiale
Bohrung