DE20107473U1

DE20107473U1 - Reizstromgerät zur transkutanen Stimulation biologischer Gewebestrukturen

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Publication number: DE20107473U1
Application number: DE20107473U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-20
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2011-05-03

Description

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Reizstromgerät zur transkutanen Stimulation biologischer Gewebestrukturen

Die Erfindung betrifft ein Reizstromgerät zur transkutanen Stimulation biologischer Gewebestrukturen, bestehend aus einer Stromversorgungseinheit, einer elektronischen Schaltungsbaugruppe und mindestens zwei Elektroden, wobei die von der elektronischen Schaltung sbaugruppe erzeugten Impulse über die Elektroden auf das zu behandelnde Muskel- und/oder Nervengewebe appliziert werden.

Für diagnostische und therapeutische Anwendungen in der Medizin ist es bekannt, biologische GewebeStrukturen mit elektrischen Strömen und Spannungen zu beaufschlagen. Hierfür sind sogenannte Reizstromgeräte geeignet, bei denen mit Strömen verschiedendster Zeitverläufe, die über Elektroden appliziert werden, eine Reizwirkung auf das zu behandelnde Gewebe realisiert wird. Im Ergebnis der Reizbeaufschlagung soll eine vorbestimmte Reaktion der geschwächten Gewebestruktur erreicht werden. Beispielsweise wird mit einem Reizstromgerät gemäß DE 23 03 811 C 2 eine Stimulation der Heilung von Knochen erzielt. Hingegen wird das Reizstromgerät DE 3 0 06 797 A 1 zur Behandlung von Funktionsstörungen des Nerven-Muskel-Systems im Gesicht eingesetzt.

Unabhängig von der jeweils konkreten Ausgestaltung weisen gattungsgemäße ReizStromgeräte mindestens zwei Elektroden auf, die auf der Haut des Patienten aufgebracht werden. Die Elektroden stehen über
jeweils eine Verbindungsleitung mit der eigentlichen, die Impulse erzeugenden elektrischen Schaltung in Wirkverbindung. Dieser Schaltungsbaugruppe ist wiederum eine Stromversorgungseinheit zugeordnet. Mit derartigen Reizstromgeräten kann grundsätzlich eine wirksame Stimulation von geschwächtem Muskel- und/oder Nervengewebe erzielt werden. Ein Nachteil ist allerdings der gerätetechnische Aufwand, der immerhin sechs verschiedene Baugruppen erfordert: die

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Stromversorgungseinheit, die elektronische Schaltungsbaugruppe, zwei Verbindungsleitungen und zwei Elektroden. Somit wird sowohl die Handhabung der Geräte erschwert als auch die Bewegungsfreiheit des Patienten eingeschränkt. Während dies bei stationären Behandlungen in medizinischen Einrichtungen bzw. bei lediglich kurzzeitigen Anwendungen noch relativ unerheblich ist, ergeben sich jedoch erhebliche Beeinträchtigungen, sofern die Nutzung des Gerätes ambulant erfolgen soll oder über einen längeren Zeitraum notwendig ist.

Ein typisches Beispiel einer solch längerfristigen und ambulanten Anwendung ist die Behandlung von Schlafapnoe. Ursache dieser Krankheit ist die Erschlaffung des Muskelgewebes im oberen Luftweg des Rachenraumes. Gemäß EP 404 427 A 1 kann durch Anregung der Muskelkontraktion eine erfolgreiche Behandlung der Schlafapnoe bewirkt werden. Hierfür ist jedoch während des gesamten Schlafzyklus des Patienten eine transkutane Stimulation der Muskelabschnitte der oberen Luftwege mittels Elektroden erforderlich, also über einen Zeitraum von annähernd acht Stunden täglich. Die Vorrichtung gemäß EP 404 427 A 1 weist allerdings ebenfalls die bereits oben erläuterten Nachteile bezüglich Geräteaufwand, Handhabung und Bewegungsfreiheit auf. Obwohl der mit einem solchen Reizstromgerät erreichbare Behandlungserfolg einer Schlafapnoe unstrittig ist, fehlt deshalb bei Medizinern und Patienten die Akzeptanz für eine praktische Anwendung entsprechender Geräte.

Bei der Vorrichtung zur transkutanen Stimulation biologischer Gewebestrukturen gemäß GB 22 78 547 A sind mehrere Baugruppen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Dieses Gehäuse kann mittels einer Bandage, an der eine Elektrode angeordnet ist, am Körper des Patienten befestigt werden, so dass eine ambulante Anwendung grundsätzlich möglich ist. Allerdings weisen die Bauteile erhebliche geomet-

rische Abmessungen auf. Demzufolge ist dieses Gerät für zahlreiche Einsatzfälle (z.B. zur Behandlung einer Schlafapnoe) nicht geeignet. Eine umfangreiche Anwendung ist jedoch ohnehin nicht beabsichtigt, denn aus der Zeichnung ist die bevorzugte Anwendung ersichtlich, nämlich die Befestigung am Oberschenkel zur Stimulation von GewebeStrukturen in den Beinen.

Ein weiteres Stimulationsgerät zur transkutanen Nervenstimulation wird in DE 195 45 238 A 1 beschrieben. Diese technische Lösung unterscheidet sich gegenüber den oben beschriebenen vorteilhaft durch kleinere Abmessungen und Massen. Nachteilig ist allerdings, dass die Elektroden auf eine Grundbaugruppe nach Art einer Druckknopfverbindung aufgesteckt werden. Somit kann die Funktionsfähigkeit zumindest in solchen Einsatzfällen nicht gewährleistet werden, bei denen über mehrere Stunden eine weitgehende Bewegungsfreiheit des Patienten zweckmäßig ist, wie beispielsweise beim Nachtschlaf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein netzunabhängig betriebenes Reizstromgerät mit einer hohen Funktionssicherheit zu schaffen, das eine lediglich geringe Baugröße aufweist und für eine ambulante Selbstbehandlung von Patienten geeignet ist. Dabei soll die Bewegungsfreiheit des Patienten auch bei längerfristigen Behandlungen über täglich mehrere Stunden ohne wesentliche Beeinträchtigungen gewährleistet werden.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem die elektronische Schaltungsbaugruppe, die zur Bedienung des Reizstromgerätes notwendigen Betätigungselemente und die Stromversorgungseinheit in den, die Elektroden aufnehmenden Baugruppen integriert sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Unteransprüchen beschrieben.

Beim erfindungsgemäßen Reizstromgerät sind in vorteilhafter Weise
die Elektroden mit mehreren weiteren Baugruppen innerhalb einer gemeinsamen Baueinheit integriert. Durch diese Konstruktion wird sowohl die Funktionssicherheit als auch die Handhabung verbessert.
Das vorgeschlagene Reizstromgerät ist zur ambulanten Selbstbehandlung von Patienten geeignet, wobei auch bei einer Nutzung über täglich mehrere Stunden die Bewegungsfreiheit des Patienten weitgehend ohne Beeinträchtigung gewährleistet bleibt. Das Gerät ist grundsätzlich für verschiedene Anwendungen in der Medizin geeignet, bei denen eine transkutane Stimulation biologischer GewebeStrukturen mit elektrischen Strömen und Spannungen angestrebt wird. Die bevorzugte Anwendung ist jedoch die Behandlung von Schlafapnoe.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau eines Grundkörpers des
Reizstromgerätes

Fig. 2 eine mögliche Anordnung des vollständigen Reizstromgerätes
auf der Haut des zu behandelnden Patienten

Das gezeigte Reizstromgerät wird zur transkutanen Stimulation von biologischen GewebeStrukturen verwendet. Dieses Gerät besteht aus einer Stromversorgungseinheit 1 und aus einer elektronischen Schaltungsbaugruppe 2. Die Stromversorgungseinheit 1 arbeitet netzunabhängig mit an sich bekannten Batterien, deren Aufbau im vorliegenden Sachverhalt nicht näher von Interesse ist. Von der Schaltungsbaugruppe 2 werden die notwendigen Impulse erzeugt, die auf das zu behandelnde Muskel- und/oder Nervengewebe appliziert werden. Hierfür steht die elektronische Schaltungsbaugruppe 2 mit mindestens zwei Elektroden 3 und 4 in Wirkverbindung. Für die beiden Elektro-

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den 3 und 4 können z.B. Kohlefasern verwendet werden. Die Stromversorgungseinheit 1, die elektronische Schaltungsbaugruppe 2 und die zur Bedienung notwendigen Betätigungselemente 5 und 6 sind in den Baugruppen integriert, in denen die Elektroden 3 und 4 angeordnet werden. So können sich beispielsweise in einer ersten Baugruppe die Elektrode 3 und die Batterie befinden, während in einer zweiten Baugruppe die Elektrode 4 und die Betätigungselemente 5; 6 vorgesehen sind. Dadurch wird das gesamte Reizstromgerät sehr klein und gut handhabbar. Die Zuordnung der einzelnen Bauteile des Reizstromgerätes kann aber auch in anderer Weise erfolgen. So sind im gezeigten Ausführungsbeispiel die Stromversorgungseinheit 1, die elektronische Schaltungsbaugruppe 2 und die zur Bedienung des Reizstromgerätes notwendigen Betätigungselemente 5; 6 in einer gemeinsamen Baugruppe angeordnet. Als Betätigungselemente sind in Fig. 1 zwei Taster 5 und 6 dargestellt. Diese Baugruppe mit der Elektrode 3 steht hierbei über eine elektrische Verbindungsleitung 7 mit der zweiten Elektrode 4 in Wirkverbindung. Für die Handhabung ist es zweckmäßig, dass die Verbindungsleitung 7 flexibel ausgestaltet ist.

Unabhängig von der konkreten Zuordnung der einzelnen Bauteile auf die jeweiligen Baugruppen, weisen diese Baugruppen, in denen die Elektroden 3 bzw. 4, die Stromversorgungseinheit 1, die elektronische Schaltungsbaugruppe 2 und die Betätigungselemente 5; 6 integriert sind, einen Grundkörper 8 aus elastischem Material auf. Als Material der Grundkörper 8 wird vorzugsweise Silikon ausgewählt. Das elastische Material ermöglicht ein besonders wirksames Anschmiegen der Grundkörper 8 an den jeweiligen Körperabschnitt des Patienten. Diese konturnahe Anordnung am Körper des Patienten wird, weiterhin verbessert, sofern die elektronische Schaltungsbaugruppe 2 auf einer Leiterplatte aus flexiblem Material ausgestaltet ist.

Weitere Vorteile ergeben sich, sofern die beiden Elektroden 3 und 4 wechselbar in den ihnen jeweils zugeordneten Grundkörpern 8 angeordnet sind. Somit können diese Elektroden 3 und 4 z.B. aus dem jeweiligen Grundkörper 8 gelöst und separat gereinigt bzw. ausgetauscht werden, so dass mit dieser einfachen Ausgestaltung wesentliche Hygieneanforderungen erfüllt werden können.

Die Grundkörper 8 weisen mindestens eine muldenförmige Ausnehmung 9 auf. Die Ausnehmungen 9 sind auf der Stirnfläche des Grundkörpers 8 ausgestaltet, die in Gebrauchsstellung des Reizstromgerätes der Haut 10 des Patienten zugeordnet wird. Die muldenförmige Ausnehmung 9 kann verschiedenartig verlaufen. So ist es sowohl möglich, eine einzige und vollständig umlaufende Mulde als auch mehrere, jeweils voneinander getrennte Abschnitte vorzusehen. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung verbessert die muldenförmige Ausnehmung 9 die Fixierung des Grundkörpers 8 auf der Haut 10 des Patienten. Das elastische Material des Grundkörpers 8 ermöglicht bereits eine Ansaugwirkung zwischen Grundkörper 8 und Haut 10. Dieser Effekt wird durch die muldenförmige Ausnehmung 9 zusätzlich verstärkt. Ebenso
ist es möglich, in die Ausnehmung 9 einen Klebstoff aufzubringen,
Dadurch können die Baugruppen, in denen die Elektroden 3,- 4, die Stromversorgungseinheit 1, die elektronische Schaltungsbaugruppe 2 und die Betätigungselemente 5; 6 integriert sind, mit einem leitfähigen Kleber auf der Haut 10 des Patienten fixiert werden. Hierbei ist es sinnvoll, dass der Klebstoff pflasterähnliche Eigenschaften aufweist, d.h., er sollte hautverträglich und problemlos ablösbar sein. Alternativ können diese Baugruppen auch unter Verwendung einer Zwischenschicht mit einem Elektroden-Gel auf der Haut 10 des Patienten fixiert werden.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedenartige weitere Ausgestal-

tungen möglich, mit denen eine optimale Anpassung auf die jeweils vorliegenden Einsatzbedingungen realisiert werden kann. So können
die Baugruppen, in denen die Elektroden 3; 4, die Stromversorgungseinheit 1, die elektronische Schaltungsbaugruppe 2 und die Betätigungselemente 5; 6 integriert sind, in einer gemeinsamen Bandage angeordnet werden. Somit wird ein zwar kleines, aber dennoch gut zu handhabendes und robustes Reizstromgerät geschaffen. Ferner ist es möglich, dass das Potential der Elektroden 3 und 4 auf jeweils mehrere Elektrodenflächen verteilt wird. Somit wird ein größerer Muskelabschnitt mit Impulsen beaufschlagt.

Das beschriebene Reizstromgerät ist ohne Änderungen am grundlegenden konstruktiven Aufbau für zahlreiche Anwendungen geeignet, die eine transkutane Nerven- bzw. Muskelstimulation erfordern. In Fig. 2 wird eine Möglichkeit zur Behandlung von Schlafapnoe gezeigt. Das Reizstromgerät wird hierbei direkt am Hals des Patienten angeordnet. Für die Anwendung ist eine unterschwellige Stimulation zweckmäßig. Demzufolge wird lediglich der allgemeine Muskeltonus des
stimulierten Muskels verbessert, jedoch keine eigentliche Muskelkontraktion bewirkt. Somit wird ein allgemeines Anspannen der stimulierten Muskulatur erreicht, ohne den Patienten übermäßig sensorisch zu belasten. Vielmehr bewirkt dieses allgemeine Anspannen einen erleichterten Schlaf des Patienten, der letztlich eine Verbesserung des gesamten Wohlbefindens ergibt. Im Ergebnis dieser Wirkungen werden die negativen Auswirkungen einer Schlafapnoe nachhaltig unterdrückt.

Claims

1. Reizstromgerät zur transkutanen Stimulation biologischer Gewebestrukturen, bestehend aus einer Stromversorgungseinheit, einer elektronischen Schaltungsbaugruppe und mindestens zwei Elektroden, wobei die von der elektronischen Schaltungsbaugruppe erzeugten Impulse über die Elektroden auf das zu behandelnde Muskel- und/oder Nervengewebe appliziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltungsbaugruppe (2), die zur Bedienung des Reizstromgerätes notwendigen Betätigungselemente (5; 6) und die Stromversorgungseinheit (1) in den, die Elektroden (3; 4) aufnehmenden Baugruppen integriert sind.

2. Reizstromgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen, in denen die Elektroden (3; 4), die elektronische Schaltungsbaugruppe (2), die Betätigungselemente (5; 6) und die Stromversorgungseinheit (1) integriert sind, einen Grundkörper (8) aus elastischem Material aufweisen.

3. Reizstromgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörper (8) aus elastischem Material auf ihrer, in Gebrauchsstellung der Haut (10) des Patienten zugeordneten Stirnfläche mindestens eine muldenförmige Ausnehmung (9) aufweisen.

4. Reizstromgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltungsbaugruppe (2) auf einer Leiterplatte aus flexiblem Material ausgestaltet ist.

5. Reizstromgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörper (8) aus Silikon bestehen.

6. Reizstromgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (3; 4) wechselbar in den Grundkörpern (8) aus elastischem Material angeordnet sind.

7. Reizstromgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der gemeinsamen Baugruppe lediglich eine Elektrode (3) integriert ist, die über eine elektrische Verbindungsleitung (7) mit der zweiten, außerhalb der gemeinsamen Baugruppe angeordneten Elektrode (4) in Wirkverbindung steht.

8. Reizstromgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Potential der Elektroden (3; 4) auf mehrere Elektrodenflächen verteilt wird.