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Transkutane
elektrische Neuro- und Muskelstimulationsvorrichtung (TENS) zur
Anwendung im Schädelbereich
eines menschlichen Körpers
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Die
Erfindung bezieht sich im Wesentlichen auf eine transkutane elektrische
Neurostimulations-(TENS) Vorrichtung und insbesondere auf eine miniaturisierte
TENS-Vorrichtung, die am oder in der Nähe des Kopfes tragbar ist.
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TENS-Vorrichtungen
werden in der Medizin traditionell zur Behandlung von chronischen
Schmerzen verwendet. Wenn Patienten akuten Schmerzen ausgesetzt
sind, werden normalerweise Antiphlogistika oder Narkotika verschrieben.
Bei chronischen Schmerzen, die üblicherweise
als ungemilderter Schmerz für
wenigstens 30 Tage definiert sind, wird hingegen häufig die
Anwendung einer TENS-Vorrichtung verschrieben. Es wurde nachgewiesen,
dass sich mit TENS-Vorrichtungen eine schnelle und effektive Schmerzbefreiung
erreichen lässt,
ohne dass Nebeneffekte auftreten oder dass die Anwendung einer TENS-Vorrichtung
abhängig
macht. TENS-Vorrichtungen verwenden keine Anästhetika oder Narkotika. Bei
der Anwendung bleiben die Patienten wach, aufmerksam und funktional
und behalten ihre schützenden
Eigenschaften in Bezug auf eine erhöhte Schmerzempfindlichkeit.
Darüber
hinaus werden TENS-Vorrichtungen
auch zur akuten Schmerzbehandlung durch Physiotherapeuten in umfangreichen Rehabilitationsprogrammen
in Verbindung mit anderen Behandlungen angewendet.
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Bisher
bekannte TENS-Vorrichtungen sind voluminös und komplex, kostenintensiv
und erfordern meist Kabel, die zu jeder Elektrode geführt werden,
wodurch eine Anwendung im Haushalt, bei der Arbeit oder während der
Freizeit schwierig, unbequem oder gar unmöglich ist. Deshalb sind sie
für den
Einsatz im Gesichts- oder Schädelbereich
nicht geeignet.
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Die
Erfindung betrifft transkutane elektrische Nervstimulationsvorrichtungen
(TENS), die insbesondere bei einer medizinischen oder nicht-medizinischen
Behandlung von akuten, chronischen und/oder postoperativen Schmerzen
angewendet werden. Bisher sind TENS-Vorrichtungen als kleine batteriebetriebene
tragbare Einheiten bekannt, die an einem Gürtel oder an der Taille getragen
werden und, wenn es erforderlich ist, vom Benutzer periodisch aktiviert
werden. Sie umfassen meist zwei Elektroden die an ein Steuergerät angeschlossen
sind. Das Steuergerät
enthält
eine Anschlusseinheit für
die Elektroden, die Batterie und die Bedieneinheiten, unter anderem
ein Display und mehrere Einstellknöpfe, um die Behandlungsmuster
am Steuergerät
einzustellen.
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TENS-Vorrichtungen
sind sowohl durch private als auch gesetzliche Versicherungen seit
mehreren Jahren zugelassen, wobei eine Vielzahl von klinischen und
wissenschaftlichen Studien durchgeführt und veröffentlicht wurde, um deren
Effizienz zu unterstützen.
TENS-Vorrichtungen werden zur Steuerung oder Befreiung von vielen
verschiedenen Schmerzarten verwendet, meist mit Ursprung von Muskelverspannungen
am Bewegungsapparat, aber auch bei neurologischen, vaskularen und/oder
viszeralen Schmerzen.
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Übliche TENS-Vorrichtungen
lassen sich bei Schmerzen in allen Gebieten anwenden. Wenn jedoch
Schmerzen im Kopf- oder Schädelbereich
auftreten, ist die Anwendung von derartigen TENS-Vorrichtungen schwierig
bzw. unmöglich.
Der Schädelbereich
ist hochsensitiv. Darüber
hinaus ist eine Anbringung von Elektroden auf die Seitenflächen des Gesichts
begrenzt, wo die anzuregenden peripheren Nerven (cranio und spinal)
oberflächlich
verlaufen. Außerdem
muss berücksichtigt
werden, dass die Elektroden nicht über die Augen oder Ohren verlaufen
und auch nicht im Haarbereich platziert werden. Derartige Einschränkungen
stellen eine Herausforderung für
die Herstellung einer TENS-Vorrichtung dar, da für die Elektroden im Schädelbereich
eine viel kleinere Stimulationsfläche bereit steht. Darüber hinaus
stellen die über
den Gesichtsbereich an einer oder mehreren Stellen verlaufenden
Kabelverbindungen der TENS-Vorrichtung zu den Elektroden eine Beeinträchtigung
dar, da sie die Sicht, das Hörvermögen sowie
die Bewegung des Kopfes beeinträchtigen.
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Deshalb
besteht ein Erfordernis für
eine TENS-Vorrichtung, die an oder in der Nähe des craniofacialen Bereichs
angebracht werden kann und die ohne Kabelverbindungen zur Steuerung
betrieben werden kann. Eine derartige Vorrichtung müsste signifikant
miniaturisiert sein und aufgrund der hohen Empfindlichkeit des Gesichtsbereichs
mit Stimulationsmodi programmierbar sein, die insbesondere die Stärke des
Stimulationsstromes begrenzen. Darüber hinaus sind spezielle Elektroden
für die
Anbringung am Kopf oder Gesicht oder im Hinterkopfbereich erforderlich,
wo die zu stimulierenden Nerven meist oberflächlich verlaufen und somit
für eine
Stimulation zugänglich
sind.
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Somit
besteht ein Bedarf für
eine miniaturisierte drahtlose TENS-Vorrichtung, die an einem Patienten
angewendet werden kann, ohne das durch die Kleidung hervorstehende
Kabel, die an verschiedenen Stellen des Körpers des Patienten angebracht werden,
eine Betretenheit hervorrufen. Eine derartige TENS-Vorrichtung sollte
nahezu unsichtbar sein und von einer Steuereinrichtung gesteuert
werden können,
um Impulse mit verschiedenen Intensitäten und Frequenzen auszugeben,
die an die besonderen Bedürfnisse
des Patienten anpassbar sind.
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Somit
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine TENS-Vorrichtung
anzugeben, die am Kopf oder im Schädelbereich getragen werden kann
und die den Benutzer nicht in der Sicht, beim Hören oder in der Bewegung des
Kopfes stört.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die
Erfindung basiert insbesondere auf dem Gedanken, dass die TENS-Vorrichtung
aus separaten Komponenten zusammengesetzt ist, insbesondere aus
einer Elektrodeneinheit, einem Stimulationsmodul und einer Fernbedienung.
Mit einer derartigen Aufteilung in drei Hauptkomponenten ist eine Anwendung
im Schädelbereich
möglich,
da sich die Elektroden unabhängig
von den anderen Komponenten anpassen lassen. Die Elektrodeneinheit
umfasst einen Satz von wenigstens zwei Elektroden, die eine Verbindungseinheit
zur Verbindung mit dem Stimulationsmodul aufweist. Das Stimulationsmodul
umfasst so wenige Komponenten wie möglich, um die Erfordernisse
der reduzierten Größe zu erfüllen. Jegliche Steuer- und Programmiervorgänge, die
eine Prozessorleistung erfordern, sind in die Fernbedienung verschoben.
Dadurch können
die aufwendigen Einstellungen der Behandlungsmuster in der Fernbedienung
vorgenommen werden und im Stimulationsmodul ist nur noch die Ausgabe
des jeweils gewünschten
Behandlungsmusters notwendig.
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Ein
weiterer Vorteil der drei Komponenten besteht darin, dass das Stimulationsmodul
wieder verwendet werden kann, da die Elektrodeneinheit nach einer
bestimmten Anzahl von Benutzungen ersetzt werden muss. Außerdem kann
die Elektrodeneinheit nicht nur aufgrund der Abnutzung der Elektroden
oder der klebstoffartigen Kontaktkomponente ausgetauscht werden,
sondern auch aufgrund der Behandlung von verschiedenen Schmerzen
oder für die
Behandlung von verschiedenen Patienten.
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In
einer ersten Ausgestaltung umfasst das Stimulationsmodul insbesondere
nur eine Empfangseinheit zum Empfangen von Befehlen der Fernbedienung.
Die Fähigkeit,
Signale nur zu empfangen, erfordert weit weniger Stromverbrauch
als die Fähigkeit,
Signale zu empfangen und zu senden. Deshalb enthält die erfindungsgemäße TENS-Vorrichtung in seiner
einfachsten Ausgestaltung nur eine Empfangseinheit. Die empfangenen
Befehle werden in einer kleinen Verarbeitungseinheit verarbeitet,
die ein einfacher Controller ohne große Prozessorleistung sein kann,
wobei die Verarbeitungseinheit das Behandlungsmuster zur Verbindungseinheit
der Elektrodeneinheit ausgibt.
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Auf
diese Art und Weise ist es möglich,
keine Einstellungen direkt am Stimulationsmodul vorzunehmen. Deshalb
kann die Größe des Stimulationsmoduls
drastisch reduziert werden. Die Aktivierung der TENS-Vorrichtung
kann einfach durch ein Verbinden des Stimulationsmoduls und der
Elektrodeneinheit erreicht werden. Diese Verbindung kann die Stromzuführung der
Batterie auslösen.
Außerdem
ist die TENS-Vorrichtung in der Lage, in einem Stand-by-Modus und
in einem Betriebsmodus betrieben zu werden, wodurch es möglich ist,
zwischen den Behandlungszeiträumen
die TENS-Vorrichtung weiterzutragen, ohne das Stimulationsmodul
von der Elektrodeneinheit zu trennen. Alle Einstellungen werden
in der Fernbedienung eingegeben. Die Fernbedienung kann als ein
separates Gerät
ausgebildet sein und enthält
Steuerknöpfe,
ein Display und eine Sende/Empfangseinheit. Außerdem ist ein Mikrocontroller
zur Verarbeitung der Eingaben des Benutzers vorgesehen und zur Festlegung
eines Behandlungsmusters, welches in Form eines Befehls zum Stimulationsmodul übertragen
wird. Die Fernbedienung kann darüber
hinaus auch ein Stand-by-Signal und ein Aufwachsignal zum Stimulationsmodul
senden, um dieses zu deaktivieren bzw. aktivieren, um den Stromverbrauch
innerhalb der Behandlungspausen zu verringern.
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Darüber hinaus
umfasst die TENS-Vorrichtung eine Batterie zur Stromversorgung des
Stimulationsmoduls und zur Bereitstellung des Stroms um ein Behandlungsmuster
in Form von Stromwellenformen auszugeben. Die Batterie kann in der
Elektrodeneinheit integriert sein, die den Elektroden den Strom
abhängig
vom Behandlungsmuster zuführt, das
von der Verarbeitungseinheit des Stimulationsmoduls ausgewählt wurde.
Alternativ kann die Batterie jedoch auch im Stimulationsmodul angeordnet sein,
wobei das Stimulationsmodul die Behandlungsmuster in Form von Wellenformen
von elektrischem Strom über
die Verbindungseinheit zu den Elektroden ausgibt.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst
die Elektrodeneinheit eine positive und eine negative Elektrode,
die flexibel ausgebildet sind, um die Elektroden im Behandlungsbereich
des menschlichen Körpers
anzubringen. Die erfindungsgemäßen Elektroden
weisen einen verlängerbaren
Teil und einen nicht verlängerbaren
Teil auf. Aufgrund der verschiedenen Kopfformen und aufgrund von
verschiedenen Stellen, an denen Schmerz auftreten kann, ist es notwendig,
die Länge
der Elektroden zu verstellen. Mittels des verlängerbaren Bereichs ist es möglich, die
Elektroden einfach zu verlängern
und die Stimulationsflächen
der Elektroden an die Schmerzquelle am Kopf oder Schädel zu platzieren.
Da das Stimulationsmodul normalerweise an einer Stelle getragen
wird, die von einem Hemd oder vom Haar, beispielsweise hinter dem
Ohr verdeckt wird, kann die Anbringung des Stimulationsmoduls nicht
verändert werden,
um die Platzierung der Elektroden zu verändern. Somit ist es erforderlich,
flexible Elektroden vorzusehen, die in ihrer Länge verlängerbar sind. Der verlängerbare
Bereich der Elektroden kann die Form eines Mäanders aufweisen, wobei der
Mäander
parallel zur Oberfläche
des menschlichen Körpers
oder senkrecht zur Oberfläche
des menschlichen Körpers verlaufen
kann. Ein parallel zur Oberfläche
des menschlichen Körpers
verlaufender Mäander
ist bei einer verlängerbaren
Elektrode besonders vorteilhaft, da die Elektrode somit nicht von
der Oberfläche des
menschlichen Körpers
absteht. Um eine derartige flexible und verlängerbare Elektrode bereitzustellen,
ist der elektrisch leitende Teil der Elektrode auf einem flexiblen
Trägermaterial
angeordnet, das mit einer Klebekomponente beschichtet ist. Das mit
der Klebekomponente beschichtete Trägermaterial dient der sichereren
und zuverlässigen
Befestigung der Elektroden im Behandlungsbereich des menschlichen
Körpers.
Um die verlängerbaren
Elektroden bereitzustellen, ist sowohl das flexible Trägermaterial als
auch der elektrisch leitende Teil der Elektrode in Form eines Mäanders ausgebildet.
Auf diese Art und Weise kann das flexible Trägermaterial, auf dem der elektrisch
leitenden Teil aufgebracht ist, in seiner Länge verlängert bzw. verkürzt werden.
Somit kann die meist sehr kleine Stimulationsfläche der Elektroden exakt im
Gesicht oder am Kopf positioniert werden, um bei der Nervendichte
im Schädelbereich
nur den zu behandelnden Nerv oder Muskel zu stimulieren.
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In
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist es möglich,
das Stimulationsmodul unter einem Hemd im Schulterbereich zu platzieren,
wobei das Stimulationsmodul mit der Verbindungseinheit der Elektrodeneinheit über Kabel
verbunden ist. Somit sind im sichtbaren Bereich des menschlichen Körpers nur
die oben beschriebenen Elektroden, die an der Haut des menschlichen
Körpers
angeklebt sind, sichtbar. Die elektrische Verbindung zum Stimulationsmodul
wird mittels der Kabel hergestellt. Dadurch lässt sich das Stimulationsgerät verdeckt
anbringen und von der Fernbedienung bequem steuern. Durch das verdeckte
Anbringen des Stimulationsmoduls kann das jeweilige Behandlungsmuster über meist
sehr kurze Kabelverbindungen an die Elektroden übertragen werden, ohne das
die Sicht, das Hörvermögen oder
die Bewegung des Kopfes eingeschränkt werden.
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Das
Stimulationsmodul kann am menschlichen Körper auch mittels einer Klammer
oder einem Bügel
am Kopf platziert befestigt werden oder in einem Brillengestell
integriert werden, das hinter dem Ohr anliegt. Somit ist es möglich, bekannte
Bügel oder
Klammern von Hörgeräten oder
Brillen zu verwenden, die weitergebildet sind, um das Stimulationsmodul
zu tragen. Es ist insbesondere auch möglich, ein Brillengestell mit
der TENS-Vorrichtung zu kombinieren. Das Stimulationsmodul ist nicht
an eine bestimmte Form gebunden, so dass es auch in ein Brillengestell
integrierbar ist. Die Verbindung mit den Elektroden kann dann vom
Brillengestell im Gesichtsbereich abzweigen.
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Durch
Verwendung einer Klammer, beispielsweise eines Hörgeräts ist es möglich, eine sichere Befestigung
des Stimulationsmoduls zu erreichen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit,
das Stimulationsmodul in einen Hut oder in eine Kappe zu integrieren.
Somit ist es möglich,
eine Behandlung im Nacken- oder Halsbereich vorzunehmen, indem die Elektrodeneinheit
mit dem im Hut oder in der Kappe integrierten Stimulationsmodul
verbunden wird.
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Als
eine Alternative kann das Stimulationsmodul direkt auf dem Trägermaterial
der Elektrodeneinheit oder auf der Verbindungseinheit befestigt werden,
wodurch eine zuverlässige
Befestigung des Stimulationsmoduls erreicht wird. Dazu kann es vorteilhaft
sein, das Stimulationsmodul im nicht verlängerbaren Bereich der Elektrode
zu platzieren. Aufgrund der eingeschränkten Größe des erfindungsgemäßen Stimulationsmoduls
ist es möglich,
dieses direkt an der Elektrodeneinheit zu befestigen, da das Stimulationsmodul
nur die erforderlichen Komponenten zum Empfangen eines Befehls und
zum Ausgeben eines zugeordneten Behandlungsmusters zu den Elektroden
umfasst, ohne jegliche weitere Steuerungsmittel aufzuweisen.
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Um
eine bequeme Steuerung des Stimulationsmoduls bereitzustellen, ist
eine Fernbedienung erforderlich, die mit dem Stimulationsmodul mittels bekannter
Kommunikationsprotokolle wie WLAN, Bluetooth, wireless USB, Z-Wave,
Eocean ChipCon oder Infrarot kommuniziert. Welches der Kommunikationsprotokolle
verwendet wird, um mit dem Stimulationsmodul zu kommunizieren, wird
vom Stromverbrauch der verschiedenen Kommunikationsprotokolle beeinflusst.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Kommunikationsbedarf drastisch beschränkt werden,
da nur einige wenige verschiedene Befehle übertragen werden müssen, wodurch
es möglich
ist, Kommunikationsprotokolle wie beispielsweise wireless USB zu
verwenden, die eine reduzierte Datentransferrate bereitstellen und
darüber
hinaus auch noch eine schnelle Aufwachmöglichkeit aus dem Stand-By-Modus
in Kombination mit einem niedrigen Stromverbrauch. Alternativ können verteilte
Sensornetzwerk-Kommunikationsprotokolle
wie Z-Wave, Eocean oder Chipcon verwendet werden, die ebenso eine
begrenzte Datentransferrate und eine schnelle Aufweckmöglichkeit
bei einem reduzierten Stromverbrauch aufweisen.
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Die
Fernbedienung umfasst eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige der Eingaben
des Benutzers, beispielsweise der Behandlungszeit, der verbleibenden
Zeit, des Betriebsmodus oder der Stimulationsmodulnummer. Der Benutzer
steuert die Fernbedienung durch Steuerknöpfe, um die Behandlungszeit,
den Behandlungsmodus oder die Stimulationsmodulnummer auszuwählen. Zusätzlich umfasst die
Fernbedienung eine Verarbeitungseinheit mit einem Mikrocontroller
zur Verarbeitung der Benutzereingaben und zur Bestimmung oder Festlegung
eines Behandlungsmusters, basierend auf den Benutzereingaben. Der
Mikrocontroller gibt einen Befehl aus, der zum Stimulationsmodul übertragen
werden muss. Letztlich enthält
die Fernbedienung eine Sendeeinheit zum Aussenden des Befehls. Da
die Fernbedienung nicht in ihrer Größe beschränkt ist, ist es auch möglich, eine
Empfangseinheit in der Fernbedienung vorzusehen, um Informationen
von anderen Geräten
oder von der TENS-Vorrichtung zu empfangen. Als ein zusätzliches
Merkmal kann die Fernbedienung eine Speichereinheit, vorzugsweise
auch herausnehmbar, aufweisen, um eine Vielzahl von Behandlungsmustern
zu speichern, wobei ein Behandlungsmuster jeweils eine Impulsperiode,
eine Impulsweite, eine Impulsamplitude und eine Behandlungszeit
aufweist. Der Speicher kann persönliche
Einstellungen zur Erleichterung der Steuerung umfassen, wodurch
eine wiederholte Eingabe vermieden werden kann, wenn die Fernbedienung
vom gleichen Benutzer verwendet wird. Der Speicher kann als Look-up-Tabelle organisiert
sein, um vorherbestimmte verschiedene Behandlungsmuster zu speichern. Die
Behandlung im Gesichtsbereich erfordert eine sehr sorgfältige Auswahl
der Behandlungsmuster, insbesondere der Intensitäten des Behandlungsstroms.
Dies kann durch die Look up Tabelle sichergestellt werden, da dort
nur erlaubte Behandlungsmuster gespeichert sind und somit eine Fehlbehandlung
systematisch vermeiden wird.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit einer zweiten Ausgestaltung
auch durch eine TENS-Vorrichtung gelöst, bei der das Stimulationsgerät eine Sendeeinheit
zum Aussenden von Informationen zurück zur Fernbedienung enthält. Aufgrund
der voranschreitenden Miniaturisierung integrierter Schaltkreise
ist es möglich,
die Größe des Stimulationsmoduls
drastisch zu reduzieren, wodurch es möglich wird, auch eine Sendeeinheit
ins Stimulationsmodul zu integrieren, ohne die Größe und den
Stromverbrauch des Stimulationsmoduls zu sehr zu erhöhen. Bei
diesem Ausführungsbeispiel besteht
die Möglichkeit,
wenigstens einen Sensor an den Elektroden anzuordnen, um einen oder
mehrere physiologische Werte des menschlichen Körpers aufzunehmen. Hierbei
werden die Elektroden bidirektional verwendet. In einer Richtung
geben sie einen wellenförmigen
Behandlungsstrom aus, der ein Behandlungsmuster darstellt. Andererseits
werden die Elektroden verwendet, um ein Signal als Antwort auf ein Erregersignal
aufzunehmen, um beispielsweise einen Schmerzpegel, einen Fettgehalt,
die Feuchtigkeit der Haut oder die Temperatur zu messen. Basierend
auf diesen physiologischen Werten kann die Bestimmung des Behandlungsmusters
beeinflusst werden, beispielsweise aufgrund einer Veränderung
des Hautwiderstandes. Somit ist die TENS-Vorrichtung in der Lage,
den Fettgehalt der Behandlungsfläche
zu messen, um ein ideales Behandlungsmuster an einen spezifischen
Fettgehalt anzupassen. Darüber
hinaus ist es möglich,
den Schmerzpegel zu messen, und somit ein geeignetes Behandlungsmuster
auszuwählen.
Die Schmerzmessung kann durch die Bestimmung des Hautwiderstands
erreicht werden. Wenn sich der Schmerz erhöht, verringert sich der Hautwiderstand.
Im Gegensatz dazu erhöht
sich der Hautwiderstand, wenn sich der Schmerz verringert. Dabei
kann die Vorrichtung eingestellt werden, auf Hautwiderstandsveränderungen
von 100 bis 200 Ω zu
reagieren.
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Alternativ
oder zusätzlich
zur Verwendung der gemessenen physiologischen Werte zur Auswahl eines
besser geeigneten Behandlungsmusters im Stimulationsmodul ist es
möglich,
die gemessenen physiologischen Werte zur Fernbedienung zu übertragen
und ein geeigneteres Behandlungsmuster in der Fernbedienung auszuwählen, welches
dann zum Stimulationsmodul in Form eines Befehls übertragen wird.
Diese Alternative erfordert keinen größeren Speicher innerhalb des
Stimulationsmoduls, um eine Vielzahl von Behandlungsmustern für verschiedene physiologische
Werte zu speichern.
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In
einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist die Fernbedienung in der Lage zwei
oder mehrere Stimulationsmodule zu steuern, wobei ein erster Befehlssatz
zu einem ersten Stimulationsmodul übertragen wird und ein zweiter
Befehlssatz zu einem zweiten Stimulationsmodul übertragen wird. In einem derartigen
Fall von wenigstens zwei Stimulationsmodulen ist es möglich, dass
die Fernbedienung dasjenige Stimulationsmodul mit dem geringsten
Abstand als ein Master-Stimulationsmodul
bestimmt, wobei das wenigstens eine verbleibende weitere Stimulationsmodul
als Slave-Stimulationsmodul betrachtet wird. Dabei kann der Abstand einfach
durch Messung der Signalstärke
eines empfangenden Signals in der Fernbedienung oder durch die Messung
der Zeitverzögerungswerte
beim Empfangen einer Antwort in der Fernbedienung bestimmt werden.
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Bei
einem Master/Slave-System überträgt das Master-Stimulationsmodul
ein Synchronisationssignal zum Slave-Stimulationsmodul. Somit kann
das Behandlungsmuster der beiden Stimulationsmodule aneinander angepasst
werden, um ein Überschreiten von
erlaubten Strombegrenzungen zu einem Zeitpunkt zu verhindern. Außerdem ist
es möglich,
Zeitperioden zu definieren, in der das erste Stimulationsmodul aktiv
ist und eine Zeitperiode zu bestimmen, in der das zweite Stimulationsmodul
aktiv ist.
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Wenn
das Stimulationsmodul mit einer Sendeeinheit ausgerüstet ist,
ist es möglich,
das ausgegebene Behandlungsmuster und eine Zeitmessung zu verwenden,
um die Fernbedienung über
das angewendete Behandlungsmuster und beispielsweise die verbleibende
Behandlungszeit zu informieren. Darüber hinaus kann die verbleibende
Batterieleistung zur Fernbedienung übertragen werden. Somit ist
eine Auswahl eines Behandlungsmusters in der Fernbedienung abhängig von
der empfangenen verbleibenden Batterieleistung möglich.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind das Stimulationsmodul
und die angeschlossene Elektrodeneinheit wasserdicht ausgebildet.
Da die Befehle drahtlos übertragen
werden, weist das Stimulationsmodul keine Steuereinrichtungen auf
und ist somit vollständig
abgedichtet. Der einzige kritische Punkt wird durch die Verbindungseinheit
dargestellt, die von einer umlaufenden Abdichtung abgedichtet werden
kann. Durch das Bereitstellen einer wasserdichten TENS-Vorrichtung
ist es möglich,
die TENS-Vorrichtung am menschlichen Körper während Behandlungspausen oder
auch über
einen längeren Zeitraum
zu belassen, wodurch kein erneutes Anbringen der Elektroden nach
einer Unterbrechung der Behandlung erforderlich ist, wenn die Behandlung
erneut gestartet wird.
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Darüber hinaus
ist es vorteilhaft, einen nichtflüchtigen Speicher zu verwenden,
der in das Stimulationsmodul eingesetzt werden kann. Dieser nichtflüchtige Speicher
enthält
individuelle Behandlungsmuster zur Anwendung während des Betriebs des Stimulationsmoduls.
Der Speicher kann auch verwendet werden, um gemessene physiologische
Werte zu speichern, die später
von einem Arzt überprüft werden
können.
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Die
erfindungsgemäße TENS-Vorrichtung kann
zur Behandlung von Zahnschmerzen, Kopfschmerzen, Muskelverspannungen
im Halsbereich und insbesondere bei Migräne verwendet werden. Aufgrund
der eingeschränkten
Größe der erfindungsgemäßen TENS-Vorrichtung
ist die Anwendung insbesondere im Schädelbereich vorteilhaft, jedoch
ist es auch möglich,
eine derartige erfindungsgemäße TENS-Vorrichtung
in anderen Bereichen des menschlichen Körpers beispielsweise zur Steuerung von Rückenschmerzen
oder Menstruationsschmerzen zu verwenden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung kann als Fernbedienung ein elektronisches
Gerät verwendet werden,
welches in der Lage das jeweilige Kommunikationsprotokoll zu verwenden
und mit einer Softwareerweiterung zur Steuerung des Stimulationsmoduls
geeignet ist. Viele elektronische Geräte sind in der Lage über Bluetooth
zu kommunizieren, bspw. Mobiltelefone, PDAs oder MP3-Player. Diese
Bluetoothschnittstelle kann auch zur Übertragung von Befehlen zum
Stimulationsgerät
verwendet werden.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
werden im Folgenden unter Benutzung der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
TENS-Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
Schnittdarstellung einer Elektrode;
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3a ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer verlängerbaren
Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3b ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer verlängerbaren
Elektrode gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 eine
Konstruktion einer TENS-Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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5 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines Stimulationsmoduls einer TENS-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines Stimulationsmoduls einer TENS- Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Schnittdarstellung eines Stimulationsmoduls und einer Verbindungseinheit
der Elektroden gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 ein
drittes Ausführungsbeispiel,
das ein Master/Slave-System anwendet;
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9 ein
viertes Ausführungsbeispiel
mit zwei Stimulationsmodulen, die von einer Fernbedienung gesteuert
werden gemäß der Erfindung;
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10a–10d verschiedene Formen von Elektroden für den Hinterkopf
(10a) und für
Anwendungen im Schädelbereich
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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1 zeigt
eine TENS-Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik. Eine Elektrodeneinheit 10 weist eine erste
und zweite Elektrode 13a, 13b auf, von denen eine
die negative und die andere die positive Elektrode darstellt, die
mittels einer Verbindungseinheit 12 über elektrisch leitende Drähte 18 verbunden
sind. Die Verbindungseinheit 12 ist mit einer Steuereinheit 11 verbunden,
die eine Anzeigeeinheit 16 und Steuerknöpfe 17 enthält. Eine
solche TENS-Vorrichtung kann für
Anwendungen im Schädelbereich
aufgrund der Verkabelung zur Steuerung des Behandlungsstroms nicht
verwendet werden. Wenn die Steuereinheit 11 direkt an der
Verbindungseinheit 12 der Elektrodeneinheit 10 befestigt
wird, kann zwar die Verkabelung weggelassen werden, jedoch weist
die Steuereinheit 11 ein so großes Gewicht und Volumen auf,
dass es unmöglich
ist, dieses am oder in der Nähe
des Kopfes zu tragen.
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2 zeigt
eine Schnittdarstellung durch eine Elektrode, wie sie für eine erfindungsgemäße TENS-Vorrichtung
verwendet wird. Der elektrisch leitende Draht 18 ist auf
einer Isolierungsschicht 22 platziert, um den leitenden
Draht 18 vor einem Kontakt mit der Haut des menschlichen
Körpers
außerhalb
des Stimulationsbereichs zu schützen.
Der elektrisch leitende Draht 18 wird von einem Trägermaterial 14 abgestützt oder
liegt auf einem Trägermaterial 14 auf.
Dabei ist die Fläche
des Trägermaterials 14 größer als
der elektrisch leitende Draht 18. Somit ist es möglich, den überlappenden
Bereich des Trägermaterials 14 mit
einer klebenden Komponente zu beschichten, um diese an der Haut
des Patienten anzukleben, um die Elektroden vor Beginn der Behandlung
zu befestigen. Im Stimulationsbereich 19 der Elektrode
ist ein leitendes Hydrogel 21 vorhanden, das eine Übertragung
der Stromwellenform zur Haut des menschlichen Körpers ermöglicht.
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3a zeigt
eine verlängerbare
Elektrode gemäß der Erfindung
mit einem verlängerbaren
Bereich, der wie ein Mäander
ausgebildet ist, wobei das Trägermaterial 14 und
der elektrisch leitende Draht 18 beide in Form eines Mäanders ausgebildet
sind. Somit ist es möglich,
die Länge
der Elektrode zu verlängern
oder zu verkürzen.
Der Mäander
der Elektrode in 3a verläuft parallel zur Haut des menschlichen
Körpers.
Der nicht verlängerbare
Bereich der Elektrode im rechten Bereich der 3a ist
mit der Verbindungseinheit 12 verbunden, um eine zuverlässige Verbindung
zwischen dem Stimulationsmodul und den Elektroden bereitzustellen.
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3b zeigt
ein alternatives Ausführungsbeispiel
einer verlängerbaren
Elektrode. Die Elektrode gemäß 3b weist
einen verlängerbaren
Bereich auf, der als Mäander
ausgebildet ist, wobei der Mäander
sich jeweils von der Haut des menschlichen Körpers abhebt und somit von
der Oberfläche
der Haut absteht. Um die Zeichnung übersichtlich zu halten, ist
die zwischen Haut und leitendem Draht befindliche Isolationsschicht
in 3b weggelassen worden.
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4 zeigt
eine erfindungsgemäße Konstruktion
einer TENS-Vorrichtung. Die TENS-Vorrichtung umfasst drei Komponenten:
die Elektrodeneinheit 10, das Stimulationsmodul 40 und
die Fernbedienung 42.
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Die
Elektrodeneinheit 10 enthält eine positive und eine negative
Elektrode 13a und 13b die mit einer Verbindungseinheit 12 verbunden
sind. Die Verbindungseinheit 12 ist mit dem Stimulationsmodul 40 über Verbinder 71, 72,
wie in 7 gezeigt, verbunden. Das Stimulationsmodul 40 ist
drahtlos über einen
Kommunikationskanal 40 mit der Fernbedienung 42 verbunden.
Die Fernbedienung 42 umfasst eine Anzeigevorrichtung 43 zur
Anzeige von Benutzereingaben und zur Anzeige von einer Vielzahl
von Behandlungsmustern, die von einem Benutzer durch Verwendung
der Steuerknöpfe 44 ausgewählt werden
können.
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In 5 ist
eine schematische Zeichnung eines Stimulationsmoduls 40,
gemäß 4.
In seiner einfachsten Ausgestaltung enthält das Stimulationsmodul 40 nur
eine Empfangseinheit 51, eine Verarbeitungseinheit 52 und
eine Ausgabeeinheit 54. Die Stromversorgung wird von einer
Batterie 53 bereitgestellt, die dem Stimulationsmodul 40 und
der angeschlossenen Elektrodeneinheit 10 den entsprechenden
Strom zuführt.
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Die
Empfangseinheit 51 empfängt
die Befehle von der nicht dargestellten Fernbedienung 42.
Die Empfangseinheit 51 gibt einen digitalisierten Befehl aus,
nachdem dieser aus dem empfangenen Signal demoduliert und decodiert
wurde. Die Verarbeitungseinheit 52 empfängt den Befehl und wählt abhängig von
dem Befehl das Behandlungsmuster aus, das dem Befehl zugeordnet
ist. Dann wird das Behandlungsmuster von der Ausgabeeinheit 54 ausgegeben,
die Verstärker
oder Ausgangstreiberstufen aufweist, um die Stromwellenform zu den
angeschlossenen Elektroden 13a und 13b auszugeben.
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In 6 ist
eine alternative Ausgestaltung eines Stimulationsmoduls dargestellt.
Das Stimulationsmodul 60 enthält eine Sende/Empfangseinheit 61,
eine Verarbeitungseinheit 62 und eine Ausgabeeinheit 63.
Zusätzlich
ist ein Speicher 64 im Stimulationsmodul 60 vorgesehen.
Hier wird die Stromversorgung von einer Batterie 65 bereitgestellt,
die in der Verbindungseinheit 12 der Elektrodeneinheit 10 angeordnet
ist. Die Sende/Empfangseinheit 61 ist bidirektional mit
der Verarbeitungseinheit 62 gekoppelt, wobei die Verarbeitungseinheit 62 ebenfalls
bidirektional mit der Ausgabeeinheit 63 gekoppelt ist.
Die Elektroden 13a und 13b sind mit dem Stimulationsmodul 60 gekoppelt
und enthalten wenigstens einen nicht dargestellten Sensor zur Messung
von physiologischen Werten. Diese von den Sensoren (nicht dargestellt)
aufgenommenen Signale werden in der Ausgabeeinheit 63 empfangen
und der Verarbeitungseinheit 62 zugeführt. Die Verarbeitungseinheit 62 erkennt
die gemessenen physiologischen Werte und kann ein zugeordnetes Behandlungsmuster
aus dem Speicher 64 auslesen, welches einerseits an den
empfangenen Befehl und andererseits an den empfangenen physiologischen
Wert angepasst ist. Somit kann das ausgewählte Behandlungsmuster präziser angepasst
werden. Zusätzlich
oder alternativ kann die Verarbeitungseinheit 62 den gemessenen
physiologischen Wert über
die Sende- und Empfangseinheit 61 zur Fernbedienung 42 übertragen oder
auch zu einem weiteren Stimulationsmodul.
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7 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Verbindungseinheit 12 und
des Stimulationsmoduls 40, 60. Die Verbindungseinheit 12 umfasst
wenigstens zwei Verbindungspads 72. Diese Verbindungspads 72 werden
von Kontaktpins 71 des Stimulationsmoduls 40, 60 kontaktiert.
Es ist nicht dargestellt, jedoch ist es auch möglich, dass das Stimulationsmodul 40, 60 Verbindungspads 72 aufweist,
wobei die Verbindungseinheit 12 der Elektrodeneinheit 10 dann Kontaktpins 71 aufweist,
um die Verbindungspads 72 zu kontaktieren.
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Alternativ
zur Verbindung über
Verbindungspads 72 und Kontaktpins 71 kann die
Verbindungseinheit 12 mit dem Stimulationsmodul 40 auch über ein
Kabel 45 verbunden sein, wie es in 4 angedeutet
ist. In einem derartigen Fall kann das kleine Stimulationsmodul
hinter dem Ohr befestigt werden, in einem Brillengestellt, Hörgerät oder in
einer Kappe oder einem Hut oder irgendwo an einer anders geeigneten
Stelle, um das Stimulationsmodul zu befestigen. In einem derartigen
Fall sind nur die Verbindungseinheit 12 und die Elektroden 13a und 13b sichtbar.
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8 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
für ein Master/Slave-System.
Die Fernbedienung 42 ist in der Lage, mehr als ein Stimulationsmodul 40, 80 zu steuern.
Wie in 8 dargestellt, sind zwei Stimulationsmodule 40, 80 vorgesehen,
die jeweils mit einer Elektrodeneinheit 10 verbunden sind.
Das Master-Stimulationsmodul 40 ist mit einer Verbindungseinheit 12 verbunden,
die die erste und zweite Elektrode 13a und 13b mit
dem Master-Stimulationsmodul 40 verbindet. Das Slave-Stimulationsmodul 80 ist mit
einer Verbindungseinheit 81 verbunden, die mit einer weiteren
positiven und negativen Elektrode 13c und 13d verbunden
ist. In einem derartigen Master/Slave-System kann die Fernbedienungseinheit 42 das
Master-Stimulationsmodul 40 abhängig vom Pegel eines empfangenden
Signals oder abhängig
von einer Zeitverzögerung
zwischen dem Stimulationsmodul und der Fernbedienung 42 ermitteln.
In diesem Ausführungsbeispiel
arbeitet das Stimulationsmodul 40 als Master-Stimulationsmodul.
Daher sendet die Fernbedienung 42 einen ersten Befehl zum Master-Stimulationsmodul 40.
Nach Empfang des ersten Befehl übermittelt
das Master-Stimulationsmodul 40 einen zweiten Befehl zum
Slave-Stimulationsmodul 80, welcher identisch zum ersten
Befehl sein kann, jedoch kann dieser auch verschieden vom ersten
Befehl ausgebildet sein kann. Außerdem kann das Master-Stimulationsmodul 40 ein
Synchronisationssignal in die Übertragung
einfügen,
um die Behandlung des zweiten Stimulationsmoduls zu synchronisieren.
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9 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
bei dem die Fernbedienung 42 zwei Stimulationsmodule 40, 90 parallel
steuert oder programmiert. Die Fernbedienung 42 übermittelt
einen ersten Befehl zum ersten Stimulationsmodul 40 zu
einem ersten Zeitpunkt t1 und überträgt einen
zweiten Befehl zu einem zweiten Stimulationsmodul 90 zu
einem verschiedenen zweiten Zeitpunkt t2. Obwohl es nicht dargestellt
ist, ist es jedoch möglich,
weitere Steuersignale zwischen den zwei Stimulationsmodulen 40 und 90 direkt
zu übertragen,
das heißt
beispielsweise zur Anpassung oder zur Synchronisation des Behandlungsmusters.
Jedoch kann die Synchronisation auch von der Fernbedienung 42 vorgenommen
werden.
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In
den 10a bis 10c sind
speziell konstruierte Elektrodeneinheit für den Schädelbereich dargestellt. Unabhängig von
diesen Darstellungen der Elektroden für den Schädelbereich kann die erfindungsgemäße TENS-Vorrichtung
auch im Leistenbereich oder im Wirbelsäulenbereich angewendet werden.
Diese Anwendung hat auch den Vorteil, dass keine störenden Kabel
erforderlich sind, um die TENS-Vorrichtung
zu programmieren oder zu steuern. Weiter kann die derart miniaturisierte
TENS-Vorrichtung bspw. morgens angelegt werden und je nach Bedarf
aktiviert/deaktiviert werden, ohne sie zwischendurch zu entfernen.
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Durch
das Bereitstellen einer kostengünstigen
Fernbedienung und des oben beschriebenen erfindungsgemäßen miniaturisierten
Stimluationsmoduls wird es dem Patienten oder Benutzer ermöglicht, eine
TENS-Vorrichtung zu verwenden, die sich ohne beeinträchtigende
Kabel steuern lässt.
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Zusätzlich ist
es möglich,
dass das Stimulationsmodul der TENS-Vorrichtung hinter dem Ohr oder in
der Nähe
eines Hemdes im Bereich des Halses bedeckt wird. Somit ist das Stimulationsmodul
nicht sichtbar und kann trotzdem einfach von dem Benutzer über die
Fernbedienung gesteuert werden.
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Die
Verarbeitungseinheiten 52 oder 62 der Stimulationsmodule 40, 60 enthalten
verschiedene Behandlungsmuster, die basierend auf einem vorherbestimmten
Satz von Befehlen ausgegeben werden. Somit ist es möglich, wenn
die Verarbeitungseinheiten 52 oder 62 die Befehle
empfangen, daraus einfach ein Behandlungsmuster zu erkennen, das über die
Ausgabeeinheiten 54 oder 63 ausgegeben wird, um
somit die Elektrodeneinheit 10 basierend auf den empfangenen
Befehlen oder dem empfangenen Befehlssatz zu steuern.
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Wie
oben beschrieben, ist die Übertragungskapazität bei stromsparenden
drahtlosen Kommunikationsprotokollen beschränkt, beispielsweise für wireless
USB. Jedoch ermöglicht
die erfindungsgemäße Konstruktion
eine bequeme Eingabe der Einstellungen an der Fernbedienung, um
ein gewünschtes
Behandlungsmuster zu bestimmen, das eine Impulsperiode, eine Impulsamplitude,
eine Impulsweite und eine Behandlungszeit umfasst. Basierend auf diesen
Eingaben kann die Fernbedienung, die ausreichend Rechenleistung
aufweist, ein geeignetes Behandlungsmuster aus dem vorherbestimmten Satz
von Behandlungsmustern bestimmen, die im Speicher der Fernbedienung
und auch im Speicher des Stimulationsmoduls gespeichert sind. Somit kann
von der Fernbedienung auf einfache Art und Weise ein Befehl bestimmt
werden, der nur eine geringe Übertragungskapazität erfordert.
Nach Erkennen des empfangenen Befehls kann das Stimulationsmodul
das entsprechende Behandlungsmuster bestimmen und das ausgewählte Behandlungsmuster über die
Ausgabeeinheit zur Elektrodeneinheit ausgeben. Da das Stimulationsmodul
nur eine vorbestimmte Anzahl von Behandlungsmustern aufweist, ist
sichergestellt, dass nur erlaubte Behandlungsmuster am menschlichen
Körper
angewendet werden. Somit wird eine unzulässige Behandlung vermieden,
die insbesondere im Bereich des Kopfes aufgrund der sehr sensiblen
Bereiche vermieden werden sollte.
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Außerdem kann
durch das Speichern von einer vorherbestimmten Anzahl von Behandlungsmustern
in der Verarbeitungseinheit des Stimulationsmoduls oder im zugeordneten
Speicher eine Vielzahl von verschiedenen Stromwellenformen oder
Stimulationsmodi mit geeigneten Pegeln oder mit geeigneten Stromintensitätspegeln
bereitgestellt werden, die einfach vom Benutzer über die Fernbedienung 42 eingestellt
werden können.
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Da
die erfindungsgemäße TENS-Vorrichtung sich
aus drei Komponenten zusammensetzt, ist es möglich, die Elektrodeneinheit
oder das Stimulationsmodul abhängig
von der Anwendung auszutauschen. Zusätzlich kann die Elektrodeneinheit
aufgrund von Abnutzung des Hydrogels, das die Haut kontaktiert, ersetzt
werden. Darüber
hinaus kann das Stimulationsmodul für einen längeren Zeitraum mit verschiedenen
Elektrodeneinheiten verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, dass ein Stimulationsmodul für eine Vielzahl von Patienten,
verwendet wird, beispielsweise in einer Familie. Somit ist aus hygienischen
Gründen
nur erforderlich, für
die Personen einer Familie jeweils eine Elektrodeneinheit bereitzuhalten,
die mit einem einzigen Stimulationsmodul verwendet werden können.
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Aufgrund
der Verwendung von drahtlosen Kommunikationsprotokollen beispielsweise
wireless USB, ist es möglich,
die TENS-Vorrichtung durch Verbindung des Stimulationsmoduls 40, 60 mit
der Elektrodeneinheit 10 zu aktivieren. Nachdem das Stimulationsmodul 40, 60 mit
der Elektrodeneinheit 10 verbunden wurde, befindet sich
die TENS-Vorrichtung in einem Stand-by-Mode oder ist bereit, Befehle von
der Fernbedienung 42 zu empfangen. Nachdem die TENS-Vorrichtung
aus dem Stand-by-Mode
in den Betriebsmodus gewechselt ist und einen ersten Befehl empfangen
hat, gibt das Stimulationsmodul 40, 60 das ausgewählte Behandlungsmuster über die Ausgabeeinheit
an die Verbindungseinheit 12 aus, um die entsprechenden
Stimulationsmodi oder Wellenformen des Behandlungsstroms zu steuern.
Der Benutzer hat somit zu jeder Zeit die volle Kontrolle über die
Stimulationsintensität
unabhängig
davon, welcher Behandlungsmode verwendet wird.
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Um
die Behandlung zu beenden, kann der Patient die TENS-Vorrichtung
am Körper
für eine spätere erneute
Verwendung belassen, wobei zur Deaktivierung der TENS-Vorrichtung ein Stand-by-Signal
von der Fernbedienung zum Stimulationsmodul gesendet wird. Wenn
ein derartiger Stand-by-Befehl von der Fernbedienung 42 empfangen
wird, geht das Stimulationsmodul 40 in den Stand-by-Mode
und deaktiviert alle nicht notwendigen Komponenten, um den Stromverbrauch
zu senken. Somit ist es nur noch erforderlich, dass die Empfangseinheit
aktiv sein muss, um einen Aufweckbefehl zu empfangen und zu erkennen.
Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, das Stimulationsmodul von der Verbindungseinheit
zu entfernen, wodurch ebenfalls eine Behandlung gestoppt wird. Somit
ist es möglich,
auf alle erforderlichen Steuereinrichtungen am Stimulationsmodul
zu verzichten, wodurch sich die Größe des Stimulationsmoduls verkleinern
lässt. Darüber hinaus
ist es nicht notwendig, eine Anzeigeeinheit am Stimulationsmodul
vorzusehen, da jegliche Programmier- oder Bedienungsschritte mittels der
Fernbedienung vorgenommen werden. Die Fernbedienung dient insbesondere
nur der Übertragung eines
Befehls, der von der Verarbeitungseinheit im Stimulationsmodul erkannt
wird. Somit braucht die Verarbeitungseinheit im Stimulationsmodul
nur eine eingeschränkte
Rechenleistung, um den empfangenen Befehl zu erkennen und einem
zugeordneten Behandlungsmuster zuzuordnen.
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In
einer Realisierung ist es möglich,
eine Look-up-Tabelle in der Verarbeitungseinheit des Stimulationsmoduls
anzuordnen, in der ein vorherbestimmter Satz von Befehlen einer
vorherbestimmten Anzahl von Behandlungsmustern zugeordnet ist. Somit
ist es nur erforderlich, dass die Verarbeitungseinheit beim Empfang
eines vorherbestimmten Befehls das entsprechende Behandlungsmuster
liest und das entsprechende Behandlungsmuster über die Ausgabeeinheit mit
den entsprechenden Ausgabestufen ausgibt.
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Ein
Behandlungsmuster umfasst eine Impulsperiode, eine Impulsamplitude,
eine Impulsweite und eine Behandlungszeit. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine
unbegrenzte Behandlungsdauer einzustellen. Somit umfasst ein derartiges
Behandlungsmuster nur eine Impulsperiode, Impulsweite und eine Impulsamplitude.
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Wie
in 6 dargestellt, ist es auch möglich, die Batterie 65 innerhalb
der Verbindungseinheit 12 oder irgendwo oder an einem anderen
geeigneten Platz in der Elektrodeneinheit 10 anzuordnen.
Somit wird der für
den Betrieb des Stimulationsmoduls 60 erforderliche Strom
von der Elektrodeneinheit 10 zum Stimulationsmodul 60 übertragen.
Durch Weglassen der Batterie 65 aus dem Stimulationsmodul 60,
kann das Stimulationsmodul 60 signifikant miniaturisiert
werden, wodurch es möglich
wird, das Stimulationsmodul 60 in seinem Volumen zu verkleinern und
somit an oder in der Nähe
des Gesichtsbereiches am Kopf zu platzieren.
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Es
ist nicht dargestellt, jedoch ohne weiteres möglich, eine aufladbare Batterie
zu verwenden und die Batterie innerhalb der Elektrodeneinheit aufzuladen.
Alternativ kann eine aufladbare oder auch nicht aufladbare Batterie
im Stimulationsmodul, wie in 4 dargestellt,
angeordnet sein.
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Das
Stimulationsmodul 40 kann so konstruiert sein, dass es
einem Hörgerät ähnelt, welches
am Ohr befestigt ist, wie es in den 10a bis 10d dargestellt ist durch die Verwendung eines
Bügels. Zusätzlich kann
das Stimulationsmodul 40, 60 auch in den Teil
eines Brillengestells integriert sein, das hinter dem Ohr sitzt.
Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, das
Stimulationsmodul am Schläfenbein
anzukleben, um Schmerzen im Gesichtsbereich zu behandeln, beispielsweise
Kopfschmerzen, Zahnschmerzen oder Migräne.
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In
einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Stimulationsmodul und/oder
die Elektrodeneinheit in einem Hut befestigt sein, um ein bequemes
Tragen und ein Anhaften am Hinterkopfbereich an der Zone des Hinterkopfs
und des oberen Teils der Wirbelsäule
zu ermöglichen,
wo die Haargrenze eine Anbringung der Elektroden verhindert.
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Durch
Verwendung eines Master/Slave-Systems oder auch nur von zwei Stimulationsmodulen, die
parallel von einer Fernbedienung gesteuert werden, ist es möglich, die
Stimulationsmodule gleichzeitig zur Schmerzbehandlung an zwei verschiedenen
Stellen zu verwenden. Beispiele dafür sind Kiefergelenkschmerzen
verbunden mit Kopfschmerz als auch Menstruationsbeschwerden, die
in die Lendenwirbelsäule
als auch in den Leistenbereich ausstrahlen.
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Wie
oben beschrieben, kann jedes Stimulationsmodul mit zwei gleichen
Elektrodeneinheiten oder mit verschiedenen Elektrodeneinheiten verbunden
werden, wenn zwei Stimulationsmodule für die Behandlung von verschiedenen
Schmerzregionen an einem Körper
erforderlich sind. Darüber
hinaus können
die zwei Stimulationsmodule miteinander über ein Synchronisationssignal
verknüpft
werden, sodass sie synchron zueinander mittels einer Steuerung der Fernbedienung
oder auch individuell betrieben werden können, wenn sie nicht bilateral
sondern einzeln verwendet werden.
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Das
Stimulationsmodul kann folgende Stimulationsmodi enthalten. einen
konventionellen Modus, einen langsamen Modus, einen Modulationsmodus
und einen Mikrostrommodus, wobei jeder dieser Modi eine voreingestellte
Impulsrate, eine Impulsdauer und/oder Impulsweite aufweist, um eine
einfache Bedienung zu ermöglichen
und den Intensitätspegel
vom Nutzer in allen verschiedenen Modi einzustellen, außer beim
Mikrostrommodus, da in diesem Modus der Strom auf einen nicht wahrnehmbaren Pegel
eingestellt ist.
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Der
am meisten für
TENS-Vorrichtungen verwendete Modus ist der konventionelle Modus,
der dazu dient, eine kontinuierliche Wahrnehmung eines elektrischen
Stroms (Kribbeln) ohne eine Muskelkontraktion zu erzeugen. Die Impulsrate
ist auf etwa 85Hz eingestellt und die Impulsweite ist niedrig eingestellt,
z.B. 75 μs,
mit einer einstellbaren Intensität von
0 bis 60 mA.
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Beim
langsamen Modus wird eine komfortable und rhythmische Muskelkontraktion
ohne Kribbeleffekt hervorgerufen, bei einer Rate von einem Impuls
pro Sekunde. Die Impulsweite ist auf einen niedrigen Wert, beispielsweise
75 μs und
auf eine einstellbare Intensität
von 0 bis 60 mA eingestellt.
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Der
Modulationsmodus ist mit einer angenehmen Massage vergleichbar,
die den Komfort mit einer anhaltenden Anwendung bei einer Vielzahl
von Schmerzsymptomen verbessern kann. Die Aktivierung dieses Modulationsmodus
erzeugt eine automatische Modulation (Fluktuation) der Impulsrate
und der Stimulationsstärke
innerhalb einer 6-Sekundenperiode
oder einer 3-Sekundenschwingung in jeder Richtung mit einstellbarer
Intensität.
Dieses Szenario wiederholt sich kontinuierlich alle 6 Sekunden,
sofern der Modus nicht verändert
wird. Die Impulsrate ist auf 85Hz eingestellt und die Impulsdauer
liegt bei 75 μs.
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Beim
Mikrostrommodus ist die Stimulation auf einen Schwellwert eingestellt,
der unterhalb eines wahrnehmbaren Pegels liegt. Dieser Behandlungsmodus
kann über
einen längeren
Zeitraum tagsüber oder
in der Nacht angewendet werden. Der Intensitätspegel ist im μA-Bereich
(100 μA)
eingestellt, wodurch die Stimulation nicht wahrgenommen wird. Die Impulsrate
liegt in einem mittleren Bereich (60Hz) mit einer Impulsdauer, die
jede Sekunde zwischen der positiven und negativen Polarität umschaltet.
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Die
spezifischen elektrischen Parameter von jedem Behandlungsmodus oder
von jedem Behandlungsmuster werden durch Testverfahren am menschlichen
Körper
bestimmt. Durch die Verwendung der Fernbedienung können der
Betriebsmodus, der Intensitätspegel,
die abgelaufene Betriebszeit oder der Behandlungstimer eingestellt
werden. Die Steuerungssoftware, die in der Verarbeitungseinheit der
Fernbedienung läuft,
ist in der Lage, das Stimulationsmodul zu aktivieren oder zu deaktivieren,
das Behandlungsmuster oder den Stimulationsmodi zu verändern und
die Intensität
und/oder die Unterbrechung des Stimulationsmoduls einzustellen.
Die Fernbedienung 42 ist deshalb größer als das Stimulationsmodul
und kann darüber
hinaus eine eigene Batterie enthalten.