DE212021000559U1

DE212021000559U1 - Medizinisches Gerät

Info

Publication number: DE212021000559U1
Application number: DE212021000559.4U
Authority: DE
Original assignee: Azyro Sa
Current assignee: Azyro Sa
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2024-01-09
Anticipated expiration: 2031-04-10
Also published as: WO2022214196A1

Abstract

Medizinische Vorrichtung (100) zur Bereitstellung einer elektrischen Stimulation für ein Subjekt (S), umfassend: eine Steuerung (110), die eine Signalquelle (111) umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie ein erstes analoges Signal (Sx, Sx1) mit einer ersten Phase und gleichzeitig ein zweites analoges Signal (Sx, Sx2) mit einer zweiten Phase, die gegenüber der ersten Phase phasenverschoben ist, erzeugt; eine erste spannungsgesteuerte Stromquelle (120), die mit der Signalquelle (111) verbunden ist, um das erste analoge Signal zu empfangen und um auf der Grundlage des empfangenen ersten analogen Signals (Sx1) einen elektrischen Strom zu erzeugen, und die so konfiguriert ist, dass sie eine erste Ausgangsimpedanz bereitstellt eine zweite spannungsgesteuerte Stromquelle (130), die mit der Signalquelle (111) verbunden ist, um das zweite Analogsignal zu empfangen und auf der Grundlage des empfangenen zweiten Analogsignals (Sx2) einen elektrischen Strom zu erzeugen, und die so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Ausgangsimpedanz bereitstellt, die sich von der ersten Ausgangsimpedanz unterscheidet; einen ersten Applikator (140), der so konfiguriert ist, dass er mit dem Subjekt (S) in Kontakt gebracht wird, und der mit der ersten Stromquelle (120) verbunden ist; und einen zweiten Applikator (150), der so konfiguriert ist, dass er mit dem Subjekt (S) in Kontakt gebracht wird, und der mit der zweiten Stromquelle (130) verbunden ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung zur Bereitstellung einer elektrischen Stimulation an einem Subjekt. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Therapie- und/oder Diagnosegerät, sowie ein Computerprogrammelement, das so konfiguriert ist, dass es bei seiner Ausführung das obige Verfahren durchführt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Körper eines Subjekts, d. h. eines Menschen oder eines Tieres, sind einige biologische Prozesse bekanntermaßen mit Elektrizität verbunden. So beruht die Funktionsweise von Sinnes-, Nerven- und Muskelzellen auf der Erzeugung, Übertragung und Verarbeitung von elektrischen Impulsen, die Informationen enthalten. So wird z. B. der Herzschlag durch elektrische Impulse ausgelöst, die Steuerung der Muskeln erfolgt durch elektrische Signale, und beim Denken ist das Gehirn Ströme fließen mehr, usw. Dabei kann z.B. ein Blutgefäß als Übertragungsleitung für Strom dienen.
Darüber hinaus hat man festgestellt, dass sich elektrische Modelle auch in Gewebe, Knochen, Nerven, Proteinen usw. bilden lassen. Dabei können z. B. Proteine als Halbleiter, Gewebe und Knochen als kristalline Anordnungen, Nerven und Muskeln als elektromagnetische Leiter fungieren Signale, usw. Auch auf Zellebene wird aufgrund der gegebenen Permeabilitäts- und Transporteigenschaften einer Zellmembran eine ungleichmäßige lonen- und damit Ladungsverteilung zwischen dem Zellinneren und den umgebenden Medien aufrechterhalten, was zu einem Membranpotential führt. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, dass die Zellmembran durch ein elektrisches Modell beschrieben werden kann, wobei das Zellmembranmodell verschiedene lonenleitfähigkeiten und elektromotorische Kräfte parallel zu einem Kondensator umfasst. Da Krankheiten, insbesondere wenn sie durch Krankheitserreger wie Bakterien, Parasiten, Pilze, Viren usw. im menschlichen oder tierischen Körper ausgelöst werden, zumindest teilweise auf den oben genannten Strukturen wie Proteinen, DNA, Zellen usw. und/oder elektrischen Mechanismen wie modellhaftem elektrischem Verhalten beruhen, ist es wahrscheinlich, dass sie durch elektrische Prozesse beeinflusst werden können.
Technisch gesehen ist es jedoch eine Herausforderung, Krankheiten zuverlässig elektrisch zu behandeln, da die Anforderungen an den elektrischen Prozess hoch sind, wie z. B. die Bereitstellung eines präzise steuerbaren elektrischen Stroms mit einer gewünschten Frequenz und/oder Stärke, die Bereitstellung eines gewünschten Spannungsniveaus oder ähnliches. Dies ist besonders schwierig, weil das zu behandelnde Objekt als eine Last mit variabler Impedanz betrachtet werden kann, was es schwierig macht, ein medizinisches Gerät so zu steuern, dass es die gewünschten elektrischen Ausgangssignale auf zuverlässige Weise liefert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es kann daher ein Bedarf bestehen, verbesserte Mittel zur Beeinflussung eines Subjekts durch Elektrizität, die durch ein medizinisches Gerät angewendet wird, bereitzustellen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst, wobei weitere Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen enthalten sind.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein medizinische Vorrichtung zur Bereitstellung einer elektrischen Stimulation für ein Subjekt bereitgestellt.
Die medizinische Vorrichtung kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass es ein oder mehrere elektrische Stromsignale bereitstellt, die so ausgewählt und/oder spezifiziert sind, dass sie einen Erreger, wie z. B. Bakterien, Pilze, Viren, Parasiten usw., der an, insbesondere in oder auf dem Patienten vorhanden ist, in einem für den Erreger schädlichen Frequenzbereich beeinflussen, d. h. stimulieren. Krankheitserreger lassen sich wie andere biologische Prozesse elektrisch beeinflussen, weil sie z.B. aus Zellen, Zellmembranen, Proteinen, DNA o.ä. bestehen, die alle auf elektrischen Prozessen beruhen und elektrisch modelliert werden können. Dabei können beispielhafte, für den Erreger schädliche Wirkmechanismen darauf beruhen, dass der Erreger oder Komponenten davon durch Anlegen des elektrischen Stromsignals in einem bestimmten Frequenzbereich stimuliert werden. Der Frequenzbereich kann beispielsweise so gewählt werden, dass er mit einem Resonanzfrequenzbereich o.ä. des Erregers übereinstimmt.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Medizinprodukt vorzugsweise therapeutischen und/oder diagnostischen Zwecken dienen kann.
Die medizinische Vorrichtung umfasst: ein Steuergerät, das mindestens eine Signalquelle umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie ein erstes analoges Ausgangssignal mit einer ersten Phase und gleichzeitig ein zweites analoges Signal mit einer zweiten Phase, die gegenüber der ersten Phase phasenverschoben ist, erzeugt; eine erste spannungsgesteuerte Stromquelle, die mit der Signalquelle verbunden ist, um das erste analoge Signal zu empfangen und um auf der Grundlage des empfangenen ersten analogen Signals einen elektrischen Strom zu erzeugen, und die so konfiguriert ist, dass sie eine erste Ausgangsimpedanz bereitstellt eine zweite spannungsgesteuerte Stromquelle, die mit der Signalquelle verbunden ist, um das zweite analoge Signal zu empfangen und auf der Grundlage des empfangenen zweiten analogen Signals einen elektrischen Strom zu erzeugen, und die so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Ausgangsimpedanz bereitstellt, die sich von der ersten Ausgangsimpedanz unterscheidet; einen ersten Applikator, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Subjekt in Kontakt gebracht wird und mit der ersten Stromquelle verbunden ist; und einen zweiten Applikator, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Subjekt in Kontakt gebracht wird und mit der zweiten Stromquelle verbunden ist.
Auf diese Weise wird ein verbessertes medizinisches Gerät zur Erzeugung von elektrischem Strom und/oder entsprechenden Signalen, vorzugsweise zu Therapiezwecken, z.B. zur Stimulation, des Subjekts, z.B. eines Menschen oder eines Tieres, bereitgestellt. Die medizinische Vorrichtung ist insbesondere so konfiguriert, dass sie beispielsweise elektrische Ströme, die geeignet sind, intrazelluläres lebendes Gewebe zu durchdringen, in Zellen einzudringen oder diese zu durchdringen, oder ähnliches an das Subjekt anlegt.
Dabei kann die Impedanz der Testperson von Testperson zu Testperson und/oder bei ein und derselben Testperson während der Therapieanwendung erheblich variieren. Außerdem kann die Impedanz der Person auch ziemlich hoch sein, sogar mehrere hundert Kiloohm (kOhm, kΩ) hoch. Daher kann das medizinische Gerät so konfiguriert sein, dass es über die Applikatoren, d. h. den ersten und den zweiten Applikator, ausreichend hohe Spannungen an den Patienten abgibt. Gemäß dem ersten Aspekt, kann durch die Verwendung von mindestens zwei Stromquellen, d.h. der ersten und der zweiten Stromquelle, die Ausgangsspannungsfähigkeit des medizinischen Geräts erhöht, insbesondere verdoppelt, werden. Vorzugsweise sind die mindestens zwei Stromquellen mit dem Objekt, das auch als Last in einem entsprechend ausgebildeten Stromkreis bezeichnet werden kann, verbindbar oder in Reihe geschaltet.
Darüber hinaus kann die Phasenverschiebung zwischen den mindestens zwei Stromquellen die Erzeugung eines breiten Frequenzspektrums der elektrischen Ströme und insbesondere eine Erhöhung der Frequenzen der erzeugten elektrischen Ströme ermöglichen.
Darüber hinaus kann die Ausgangsspannung des Medizinprodukts an mindestens einem der Applikatoren gesteuert werden. Insbesondere kann das Medizinprodukt seine Ausgangsspannung steuern, indem z.B. die zweite Impedanz an der zweiten Stromquelle anders als die erste Impedanz bereitgestellt wird. Beispielsweise kann das Ausgangsspannungspotenzial am zweiten Applikator auf der Grundlage einer variablen Impedanz, d. h. einer variablen zweiten Impedanz, gesteuert werden. Außerdem kann das Ausgangsspannungspotenzial am zweiten Applikator auf Null bezogen werden.
Optional kann das medizinische Gerät unter Verwendung der ersten und zweiten Stromquelle so konfiguriert werden, dass es eine genaue Stromsignalamplitude im Milliampere-Bereich liefert, z. B. mit 0,5 Milliampere (mA) bis 20 mA oder mehr, vorzugsweise mit 1 mA bis 15 mA oder mehr. In Anbetracht dieser Stromstärken ist das Medizinprodukt so konfiguriert, dass es Mikroströme und/oder Bioströme erzeugt und/oder abgibt. Ein Biostrom kann als ein Strom verstanden werden, der z. B. durch eine Amplitude, eine Signalform oder Ähnliches definiert ist und so konfiguriert ist, dass er eine Resonanz in einem Organismus erzeugt. Optional kann das medizinische Gerät unter Verwendung der ersten und zweiten Stromquelle so konfiguriert werden, dass es ein elektrisches Stromsignal mit Frequenzen von DC bis 300 Megahertz (MHz), vorzugsweise von DC bis 3 MHz, liefert. Dabei kann das medizinische Gerät so konfiguriert sein, dass es eine Auflösung von mindestens 0,6 Mikroampere (µA) liefert. Vorzugsweise umfasst das medizinische Gerät eine Stromversorgung, die vorzugsweise galvanisch isoliert ist, z. B. einen Netzanschluss.
Optional kann das medizinische Gerät konfiguriert werden, z. B. durch Betreiben der ersten und/oder zweiten Stromquelle, um das elektrische Stromsignal in einer spezifischen Signalform oder Wellenform bereitzustellen, die auch eine oder mehrere Sequenzen von spezifischen Signalformen oder Wellenformen und/oder eine oder mehrere Kombinationen von Signalformen oder Wellenformen umfassen kann. Die spezifische Signalform oder Wellenform kann beispielsweise Sinus, Halbsinus, Sägezahn, Dreieck, Linie, Gleichstrom, Rechteck, Puls, Sinussegment, Trapezsegment, Gaußverteilung, EKG, eine beliebige Wellenform oder ähnliches sein. Optional kann das medizinische Gerät so konfiguriert werden, dass es einen oder mehrere Parameter der spezifischen Signalform oder Wellenform, wie Dauer, Frequenz, Phase, Tastverhältnis, Impuls, Offset und/oder Amplitude, verändert. Die spezifische Signalform oder Wellenform und/oder einer oder mehrere ihrer Parameter können variabel und/oder programmierbar sein, z. B. durch Manipulation über eine Eingabeschnittstelle, wie eine Datenschnittstelle, Benutzerschnittstelle usw. Ferner können eines oder mehrere von und ein Steuerprogramm bilden. Das Steuerprogramm kann dem Steuergerät zur Verfügung gestellt werden, z. B. als Steuerdaten, die die erste und/oder zweite Stromquelle steuern können, um das programmierte spezifische Signal oder die Wellenform zu erzeugen, die mit dem Steuerprogramm bereitgestellt wird.
Wie hierin verwendet, kann das Steuergerät im weitesten Sinne und/oder als eine Anordnung elektrischer und/oder elektronischer Komponenten und/oder Softwarekomponenten verstanden werden, die die Steuerung des medizinischen Geräts auf der Grundlage mindestens eines Steuerprogramms und optional auch auf der Grundlage eines oder mehrerer Rückkopplungssignale, wie hier beschrieben, durchführen können. Dementsprechend kann das Der Controller kann entweder in Hardware, in Software oder in einer Kombination aus Hardware und Software implementiert sein und kann so konfiguriert sein, dass er den Betrieb von Hardware- und/oder Softwarekomponenten des medizinischen Geräts basierend auf dem Steuerprogramm steuert. Es wird darauf hingewiesen, dass das Steuerprogramm, wenn es therapeutischen Zwecken dient, auch als Therapieprogramm bezeichnet werden kann, wobei das Steuerprogramm Anweisungen umfasst, die elektrischen Stromsignale so zu erzeugen, dass sie das Subjekt in einer Weise beeinflussen, die vorzugsweise schädlich für es ist. Das Steuergerät umfasst die Signalquelle, die so konfiguriert ist, dass sie ein erstes analoges Ausgangssignal mit einer ersten Phase und gleichzeitig ein zweites analoges Signal mit einer zweiten, zur ersten Phase phasenverschobenen Phase erzeugt. Die Signalquelle kann einen oder mehrere Digital-Analog-Wandler (DAC), der eingangsseitig mit einem digitalen Signalgenerator und ausgangsseitig mit der ersten und der zweiten Stromquelle gekoppelt werden kann, einen oder mehrere Verstärker und eine Kalibrierungseinheit umfassen. Optional kann das Steuergerät einen oder mehrere Prozessoren, einen Speicher, z. B. einen flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Speicher, eine oder mehrere Datenschnittstellen, z. B. zu einem Personalcomputer, auf dem das obige Steuerprogramm erzeugt werden kann, z. B. über eine Anwendungssoftware, und von dem das Steuerprogramm dem Steuergerät zur Verfügung gestellt werden kann, und eine endliche Zustandsmaschine, FSM, z. B. implementiert in einem Field Programmable Gate Array, FPGA, umfassen. Das Steuergerät kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass es das Steuerprogramm empfängt und Steuersignale erzeugt, um auf dieser Grundlage die erste und die zweite Stromquelle so zu betreiben, dass sie elektrischen Strom und/oder elektrische Spannung ausgeben und/oder die Ausgangsimpedanz in Übereinstimmung mit dem Steuerprogramm verändern.
Der hier verwendete Begriff „Subjekt“, das durch das Medizinprodukt beeinflusst, z. B. stimuliert werden soll, ist weit zu verstehen und kann beispielsweise ein Mensch oder ein Tier, ein Körper oder ein Teil davon sein. Alternativ kann das Subjekt auch eine In-vitro-Substanz sein, z. B. ein Krankheitserreger, ein Organismus oder ähnliches, wie z. B. ein in einer Petrischale, einem Reagenzglas oder ähnlichem kultivierter Organismus, wobei die Substanz durch den elektrischen Strom des Medizinprodukts beeinflusst wird.
Die erste Stromquelle und die zweite Stromquelle können als jede geeignete spannungsgesteuerte Stromquelle verstanden werden, die so konfiguriert ist, dass sie einen konstanten elektrischen Stromwert auf ihrer Ausgangsseite aufrechterhält, d. h. eine Konstantstromquelle. Unter Insbesondere können die erste und die zweite Stromquelle vom gleichen Typ sein, der so konfiguriert ist, dass der Stromwert durch die Last konstant bleibt, auch wenn sich der Wert des Lastwiderstands, d.h. der Impedanz, ändert. Dabei ist die zweite Stromquelle so ausgelegt, dass sie die zweite Ausgangsimpedanz liefert, die sich von der ersten Ausgangsimpedanz der ersten Stromquelle unterscheidet. Bei der ersten Stromquelle kann es sich zum Beispiel um eine bekannte Howland-Stromquelle handeln, die einen Operationsverstärker und eine symmetrische Widerstandsbrücke umfasst. Bei der zweiten Stromquelle kann es sich beispielsweise um eine Howland-Stromquelle handeln, die einen Operationsverstärker und eine unsymmetrische Widerstandsbrücke umfasst. Mit anderen Worten, während die erste Stromquelle so konfiguriert sein kann, dass sie eine erste Widerstandsbrücke mit einem ausgeglichenen Anpassungszustand ihrer Widerstände umfasst, kann die zweite Stromquelle so konfiguriert sein, dass sie eine zweite Widerstandsbrücke mit einem unsymmetrischen Anpassungszustand der Widerstände umfasst. Wahlweise kann die Unsymmetrie der zweiten Widerstandsbrücke der zweiten Stromquelle variabel sein. Außerdem kann die zweite Ausgangsimpedanz niedriger sein als die erste Ausgangsimpedanz.
Ferner können der erste und der zweite Applikator, wie sie hier verwendet werden, im weitesten Sinne als eine elektrisch leitende Schnittstelle verstanden werden, die, vorzugsweise nicht-invasiv, in elektrisch leitenden Kontakt mit dem Patienten gebracht werden kann, um den von der medizinischen Vorrichtung erzeugten elektrischen Strom an den Patienten abzugeben. Der erste und/oder zweite Applikator kann eine oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: eine Hautelektrode, eine Kopfelektrode, die optional in einer Art Helm oder dergleichen. Ferner kann der Applikator eine Nadel umfassen, die auf der Haut und/oder Dermis, Epidermis oder Hypodermis usw. verwendet werden kann. Optional können sich der erste und der zweite Applikator in ihrer Art voneinander unterscheiden.
In einer Ausführungsform können die erste Phase und die zweite Phase der Analogsignale einander entgegengesetzt sein, d. h. eine Phasenverschiebung von 180° aufweisen. Zu diesem Zweck wird die erste und das zweite analoge Signal können von der Signalquelle mit einer Phasenverschiebung von 180° erzeugt und/oder bereitgestellt werden. Mit anderen Worten: Die Signalquelle liefert zwei grundsätzlich oder tatsächlich gleiche differentielle Eingangssignale mit einer Phasenverschiebung von 180° zueinander. Auf diese Weise kann ein breiter Frequenzbereich des von der ersten und zweiten Stromquelle erzeugten elektrischen Stroms bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform kann die erste Stromquelle und/oder die zweite Stromquelle einen mit der Signalquelle verbundenen Operationsverstärker (OPAMP) und eine mit dem OPAMP verbundene Widerstandsbrücke umfassen. Optional kann die erste Widerstandsbrücke der ersten Stromquelle in Bezug auf eine Widerstandsanpassungsbedingung, d. h. eine Widerstandsgleichung der in der Widerstandsbrücke verwendeten Widerstände, symmetrisch sein. Ferner kann die zweite Widerstandsbrücke der zweiten Stromquelle in Bezug auf eine Widerstandsanpassungsbedingung, d. h. eine Widerstandsgleichung der in der Widerstandsbrücke verwendeten Widerstände, unsymmetrisch sein, d. h. eine Ungleichheit in Bezug auf eine Widerstandsanpassungsbedingung der in der Widerstandsbrücke verwendeten Widerstände erfüllen. Auf diese Weise kann die Ausgangsimpedanz der zweiten Stromquelle variiert und/oder angepasst werden, indem ein Widerstandswert der Widerstandsbrücke, insbesondere eines oder mehrerer ihrer Widerstände, variiert und/oder angepasst wird. So kann die erste Widerstandsbrücke der ersten Stromquelle beispielsweise einen ersten Widerstand R1, einen zweiten Widerstand R2, einen dritten Widerstand R3, einen vierten Widerstand R4 und einen fünften Widerstand R5 umfassen, wobei die entsprechende Widerstandsanpassungsbedingung durch R1 (R4 + RS) = R2R3 ausgedrückt werden kann, was dazu führt, dass die erste Widerstandsbrücke ausgeglichen ist. Ebenso kann die zweite Stromquelle zum Beispiel einen ersten Widerstand R1, einen zweiten Widerstand R2, einen dritten Widerstand R3, einen vierten Widerstand R4 und einen fünften Widerstand R5 umfassen, wobei die entsprechende Widerstandsanpassungsbedingung durch R1[(R4 + ΔR) + RS] ≠ R2R3 ausgedrückt werden kann, was dazu führt, dass die erste Widerstandsbrücke unsymmetrisch ist, wenn ΔR # 0. Wie durch ΔR angegeben, kann mindestens ein Widerstandswert der zweiten Widerstandsbrücke variiert und/oder eingestellt werden, um die zweite Ausgangsimpedanz in ihrem Wert zu steuern. Ferner kann die zweite Stromquelle die Differenzialfähigkeiten des OPAMP nutzen, um eine Spannung an R4 zu erfassen, der daher als Messwiderstand bezeichnet werden kann, und auf dieser Grundlage einen Stromfluss durch die Last, d. h. das Objekt, steuern. Dabei kann ein entsprechendes Rückkopplungssignal verwendet werden, um den Widerstandswert steuern. Darüber hinaus kann der OPAMP in einer Bootstrap-Art bereitgestellt werden, bei der sowohl eine negative als auch eine positive Rückkopplung verwendet wird. So kann die zweite Ausgangsimpedanz gesteuert, d. h. variiert und/oder eingestellt werden, indem ein oder mehrere Widerstandswerte variiert und/oder eingestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die zweite Ausgangsimpedanz wie folgt bereitgestellt werden durch Einstellen eines Widerstandswerts von mindestens einem Widerstand der Widerstandsbrücke der zweiten Stromquelle. Wie oben erläutert, kann dies die Steuerung der zweiten Ausgangsimpedanz der zweiten Stromquelle ermöglichen, so dass eine stabile und steuerbare Gleichtaktspannung, z. B. um den Nullpegel, bereitgestellt werden kann.
In einer Ausführungsform kann das medizinische Gerät, z. B. das Steuergerät, außerdem umfassen: mindestens eine (erste) Erfassungseinheit, die mit einer Ausgangsseite eines der Stromquellen als einen ersten Eingang und zum Empfangen des analogen Signals als einen zweiten Eingang angeschlossen ist, wobei die Steuereinheit ferner so konfiguriert ist, dass sie zumindest die Signalquelle deaktiviert, wenn sich ein Wert, wie z. B. ein Spannungspegel, der Ausgangsseite der Stromquelle dem analogen Signal über einen Schwellenwert bei einem Vergleich der beiden Eingänge nähert.
Mit anderen Worten, das medizinische Gerät kann, z. B. als Teil des Steuergeräts, die (erste) Erkennungseinheit umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie eine Spannungssättigung auf der Ausgangsseite des medizinischen Geräts erkennt. Daher kann die Erfassungseinheit auch als (Quasi-)Spitzenwert- und/oder Spannungssättigungsdetektor bezeichnet werden. Die Erfassungseinheit kann beispielsweise mindestens einen Komparator, z. B. einen Analogkomparator, umfassen, der mit der Ausgangsseite des medizinischen Geräts, z. B. mit der Ausgangsseite der ersten und/oder zweiten Stromquelle, verbunden ist, um das entsprechende elektrische Signal als einen ersten Eingang zu empfangen, und der mit der Signalquelle verbunden ist, um das Analogsignal als einen zweiten Eingang zu empfangen. Der Komparator ist so konfiguriert, dass er beide Eingangssignale miteinander vergleicht und einen Indikatorwert setzt, wenn sich die Ausgangsseite der Stromquelle bei einem Vergleich der beiden Eingangssignale dem Analogsignal über einen Schwellenwert nähert. Der vom Komparator gesetzte Indikatorwert zeigt den Zustand der Spannungssättigung am ersten und/oder zweiten Applikator an. Wenn der Zustand der Spannungssättigung zu hoch ist, d.h. den Schwellenwert erreicht und/oder überschreitet, kann der Indikatorwert verwendet werden, um die Signalquelle und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle so zu steuern, dass sie automatisch deaktiviert werden. Der Schwellenwert kann so eingestellt werden, dass er unterhalb der Stromversorgungsgrenze des medizinischen Geräts liegt, und kann insbesondere auf 75 % bis 95 %, vorzugsweise auf etwa 95 %, der Ausgangsspannung des medizinischen Geräts eingestellt werden, was bedeutet, dass der Ausgang des medizinischen Geräts so gesteuert wird, dass er deaktiviert wird, wenn die Ausgangsspannung an der ersten und/oder zweiten Stromquelle nahe an der Stromversorgungsgrenze liegt. Ferner kann das medizinische Gerät so konfiguriert sein, dass es den ersten und/oder zweiten Applikator auf der Grundlage des Indikatorwerts ausschaltet. Vorzugsweise ist die (erste) Erfassungseinheit in Hardware implementiert, z. B. unter Verwendung eines Analogkomparators und/oder eines damit verbundenen Gleichrichters, um die Latenzzeit bei der Steuerung des zu deaktivierenden Ausgangs des medizinischen Geräts zu verringern. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Erfassungseinheiten mit der Anzahl der Stromquellen übereinstimmen kann, so dass jede Stromquelle mit einer entsprechenden Erfassungseinheit verbunden ist. Auf diese Weise kann die Erkennung und/oder Überwachung der Spannungssättigung durch den Komparator die Sicherheit der Person verbessern, indem die Ausgabe von elektrischen Signalen an die Person deaktiviert wird. Außerdem kann der Indikatorwert eine Ablösung des ersten und/oder zweiten Applikators von der Testperson anzeigen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das medizinische Gerät ferner Folgendes umfassen: mindestens eine (zweite) Erfassungseinheit, die mit einer Ausgangsseite einer der Stromquellen als einem ersten Eingang verbunden ist und so angeschlossen ist, dass sie das Analogsignal als einen zweiten Eingang empfängt; wobei der Controller ferner so konfiguriert ist, dass er eine Ausgangsverstärkung der Signalquelle und/oder der ersten und/oder zweiten Stromquelle steuert, wenn sich ein Wert der Ausgangsseite der Stromquelle dem Analogsignal bei einem Vergleich der beiden Eingänge über einen Schwellenwert nähert.
Mit anderen Worten kann das medizinische Gerät, z. B. als Teil des Steuergeräts, die (zweite) Erfassungseinheit umfassen, die konfiguriert ist, um eine Spannungssättigung an der Ausgangsseite des medizinischen Geräts zu erfassen und die Ausgangsverstärkung des medizinischen Geräts zu steuern. Zu diesem Zweck kann die Erfassungseinheit als Schaltung ausgebildet sein und einen Komparator, z. B. einen Analogkomparator, umfassen, der mit der Ausgangsseite des medizinischen Geräts, z. B. mit der Ausgangsseite der ersten und/oder zweiten Stromquelle, verbunden ist, um das entsprechende elektrische Signal als einen ersten Eingang zu empfangen, und der mit der Signalquelle verbunden ist, um das Analogsignal als einen zweiten Eingang zu empfangen. Der Komparator kann so konfiguriert sein, dass er beide Eingangssignale miteinander vergleicht und einen Indikatorwert setzt, wenn sich die Ausgangsseite der Stromquelle bei einem Vergleich der beiden Eingangssignale dem Analogsignal über einen Schwellenwert nähert. Der Indikatorwert zeigt einen Zustand der Spannungssättigung an der Ausgangsseite des Medizinprodukts, d. h. an der ersten und/oder zweiten Stromquelle, an. Basierend auf dem Indikatorwert kann das medizinische Gerät, z. B. das Steuergerät, die Signalquelle steuern, z. B. einstellen, um das analoge Signal anzupassen, um eine Spannungssättigung an der Ausgangsseite des medizinischen Geräts, d. h. an der ersten und/oder zweiten Stromquelle, und/oder am ersten und/oder zweiten Applikator zu vermeiden. Beispielsweise kann die Signalquelle als Eingang einen Verstärkungswert erhalten, der auf der Grundlage des von der Erfassungseinheit eingestellten Indikatorwerts festgelegt wird, wobei der Verstärkungswert verringert werden kann, wenn die Spannungssättigung zu hoch ist, oder beibehalten oder erhöht werden kann, wenn die Spannungssättigung niedrig genug ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Erfassungseinheiten mit der Anzahl der Stromquellen übereinstimmen kann. Auf diese Weise kann eine automatische Verstärkungsregelung vorgesehen werden, um eine Spannungssättigung an der Ausgangsseite des medizinischen Geräts, z. B. am ersten und/oder zweiten Applikator, zu vermeiden. Ferner kann das elektrische Stromsignal an der Ausgangsseite des medizinischen Geräts gesteuert und vorzugsweise auf der Grundlage des Indikatorwerts begrenzt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die erste Erfassungsschaltung und die zweite Erfassungseinheit dieselbe Einheit, z. B. Schaltung, sein können, oder zumindest teilweise einige gemeinsame Komponenten verwenden können, oder voneinander getrennt sein können.
In einer Ausführungsform kann das medizinische Gerät, z. B. die Steuereinheit, ferner umfassen: mindestens eine Kalibrierungseinheit, die mindestens einen Kalibrierungswiderstand umfasst und selektiv mit einer Ausgangsseite der ersten Stromquelle und/oder der zweiten Stromquelle anstelle des ersten Applikators und/oder des zweiten Applikators verbunden werden kann, wobei die Steuereinheit ferner so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage eines an dem mindestens einen Kalibrierungswiderstand erfassten Wertes einen Kalibrierungsparameter erzeugt, der der Signalquelle zur Erzeugung des analogen Signals zugeführt wird.
Mit anderen Worten kann das medizinische Gerät, z.B. als Teil des Controllers, die Kalibrierungseinheit umfassen, die konfiguriert ist, um z.B. einen Nullpegel und/oder einen Skalenendwert des medizinischen Geräts, d.h. der ersten und/oder zweiten Stromquelle, zu kalibrieren, z.B. einzustellen. Zu diesem Zweck kann die Ausgangsseite der entsprechenden ersten und/oder zweiten Stromquelle, vorzugsweise schaltungstechnisch, von dem ersten und/oder zweiten Applikator getrennt und mit der Kalibriereinheit verbunden sein. Die Kalibriereinheit kann einen oder mehrere spezifische Kalibrierwiderstände umfassen. Dabei kann das Ausgangssignal, d.h. das elektrische Stromsignal, der entsprechenden ersten und/oder zweiten Stromquelle in Spannung umgewandelt und dann gemessen werden. Ferner kann das medizinische Gerät, z.B. das Steuergerät, so konfiguriert sein, dass es auf Basis der Messung mindestens einen Kalibrierwert erzeugt, der bei der Erzeugung des analogen Signals der Signalquelle berücksichtigt wird. Zum Beispiel, das von der Signalquelle gelieferte Analogsignal kann als Sx = KyAx + Kx ausgedrückt werden, wobei Sx das zu liefernde Analogsignal, Kx der Kalibrierwert des Skalenendbereichs und/oder Kx der Kalibrierwert des Offsets zur Durchführung der Offsetkompensation ist. Ferner kann die Kalibrierungseinheit beispielsweise einen Differenzverstärker umfassen, der so konfiguriert ist, dass er das Ausgangssignal, d. h. das elektrische Stromsignal, der entsprechenden ersten und/oder zweiten Stromquelle in eine Spannung umwandelt, sowie einen Analog-Digital-Wandler, um eine Messung durchzuführen und die Kalibrierungswerte, z. B. den Kalibrierungswert Kx, zu erzeugen. Auf diese Weise kann das Medizinprodukt eine automatische Kalibrierung ermöglichen, die vorzugsweise beim ersten Start des Medizinprodukts und/oder einer Therapieanwendung durchgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann das medizinische Gerät, z. B. das Steuergerät, ferner Folgendes umfassen: einen Signalgenerator, der mit der Signalquelle verbunden und so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Quellensignal des ersten und/oder zweiten Analogsignals auf der Grundlage eines oder mehrerer Signalparameter bereitstellt, die das entsprechende Analogsignal beschreiben, das von der Signalquelle ausgegeben werden soll.
Mit anderen Worten, der Signalgenerator empfängt nur einen oder mehrere Signalparameter, die das entsprechende Analogsignal beschreiben, das von der Signalquelle ausgegeben werden soll, anstatt das Steuerprogramm, z. B. das Therapieprogramm, sampleweise, d. h. in sampleweisen Daten zu empfangen. Der eine oder die mehreren Signalparameter können z. B. aus einem oder mehreren mehr einer Signalform oder Wellenform, Amplitude, Frequenz und Signaldauer. Der Signalgenerator kann das Steuerprogramm empfangen, das dem Therapieprogramm entspricht, das dem Patienten verabreicht werden soll, und kann auf der Grundlage des Steuerprogramms ein entsprechendes Steuersignal erzeugen, um die Signalquelle so zu steuern, dass das entsprechende analoge Signal erzeugt und/oder ausgegeben wird. Auf diese Weise kann die Datenmenge zur Erzeugung des Analogsignals reduziert werden, indem nur die Signalparameter anstelle von Abtastdaten verwendet werden. In einer Ausführungsform ist das medizinische Gerät, z. B. das Steuergerät und vorzugsweise der Signalgenerator, ferner so konfiguriert, dass die einen oder mehreren Signalparameter so bereitgestellt werden, dass die Signalparameter mit Signalparameterinformationen versehen werden, die angeben, über welche Anwendungszeit die einen oder mehreren Signalparameter unverändert bleiben oder geändert werden sollen. Mit anderen Worten, das medizinische Gerät nutzt nur die Information über die Zeitdauer in Bezug auf die Änderung oder Nichtänderung des einen oder der mehreren Signalparameter gemäß einer vordefinierten Funktion, anstatt auch die genauen Signalparameter für jeden Zeitpunkt festzulegen. Dieser Mechanismus kann auch als Zeitfensterkonzept bezeichnet werden, bei dem der Zeitfenster als die Zeitspanne definiert ist, in der der eine oder die mehreren Signalparameter unverändert bleiben oder gemäß einer vordefinierten Funktion geändert werden. Dabei kann das Zeitfenster weiter mit einer Zeitspanne definiert oder dimensioniert werden, innerhalb derer eine Reaktion oder Antwort des Subjekts, d.h. des Körpers oder der Substanz, erwartet oder sogar erkannt werden kann, d.h. eine Reaktion oder Antwort gemessen werden kann. Das Zeitfenster kann beispielsweise eine Zeitdauer im Bereich von Millisekunden (ms) haben, ist aber nicht darauf beschränkt. Auf diese Weise kann die Größe der Datendateien des Kontrollprogramms verringert werden, da sie nur eine reduzierte Menge an Informationen umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das medizinische Gerät, z. B. das Steuergerät, ferner umfassen: mindestens eine Messeinheit, die mit dem Probanden verbunden werden kann und so konfiguriert ist, dass sie ein oder mehrere Messsignale empfängt, die der Impedanz des Probanden zugeordnet sind, wobei der Controller ferner so konfiguriert ist, dass er die Signalquelle und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle auf der Grundlage der gemessenen Impedanz steuert.
Mit anderen Worten, das medizinische Gerät, z. B. das Steuergerät, kann so konfiguriert sein, dass es vorzugsweise in Echtzeit die Impedanz, z. B. die Hautimpedanz, der Testperson zwischen dem ersten und dem zweiten Applikator misst und das eine oder die mehreren dieser Impedanz zugeordneten Signale liefert. Zu diesem Zweck kann das medizinische Gerät, z. B. das Steuergerät, eine zusätzliche, mit der Person in Kontakt zu bringende Schnittstelle umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie die Impedanz zwischen dem ersten und dem zweiten Applikator misst und die entsprechenden ein oder mehreren Signale an das Steuergerät liefert. Das Steuergerät kann so konfiguriert sein, dass es die Signalquelle und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle basierend auf dem einen oder den mehreren Signalen, die der Impedanz des Probanden zugeordnet sind, steuert. Auf diese Weise kann eine Rückkopplungsschleife vom Patienten zum Steuergerät bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform kann das medizinische Gerät ferner Folgendes umfassen: einen ersten Taktgeber, der mit dem einen oder den mehreren Signalparametern verknüpft ist; und einen zweiten Taktgeber, der mit den Messsignalen verknüpft ist, die der Impedanz des Patienten zugeordnet sind. Impedanz des Subjekts; wobei der Controller ferner so konfiguriert ist, dass er den ersten Takt und den zweiten Takt synchronisiert, d. h. den ersten Takt mit dem zweiten Takt synchronisiert oder umgekehrt.
Auf diese Weise kann das Impedanz-Feedback zeitlich mit den Steuersignalen und/oder Signalparametern, die in dem Steuerprogramm enthalten sind, synchronisiert werden, was eine genaue Analyse der Wirkung des Steuerprogramms ermöglichen kann, die an dem Subjekt auf der Grundlage der Impedanz-Rückkopplung. Mit Hilfe der Echtzeit Synchronisation zwischen den im Steuerprogramm enthaltenen Signalparametern und der Impedanzeinspeisung kann eine Variation der Signalparameter vorgenommen werden, bis der gewünschte Effekt am Probanden gemessen werden kann.
In einer Ausführungsform kann die medizinische Vorrichtung ferner Folgendes umfassen: mindestens eine Einheit zur Bestimmung der elektrischen Ladung, die so konfiguriert ist, dass sie eine, vorzugsweise kumulierte, elektrische Ladung bestimmt, die dem Patienten zugeführt oder auf ihn angewendet werden soll, wobei die Steuereinheit ferner so konfiguriert ist, dass sie die Signalquelle und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle auf der Grundlage der bestimmten elektrischen Ladung steuert.
Mit anderen Worten, das medizinische Gerät, z. B. das Steuergerät, kann so konfiguriert sein, dass es die, vorzugsweise kumulierte, elektrische Ladung bestimmt, die an das Subjekt angelegt oder angelegt werden soll über den ersten und zweiten Applikator, und diese Information über die elektrische Ladung zur Steuerung der ersten und/oder zweiten Stromquelle zu berücksichtigen. Dabei kann die elektrische Ladung direkt oder indirekt, vorzugsweise in Coulomb (C), berechnet und/oder bestimmt werden.
Die Einheit zur Bestimmung der elektrischen Ladung kann z. B. nur in Software, nur in Hardware oder in einer Kombination aus Hardware und Software implementiert sein. Wenn sie in Software implementiert ist, kann die Software beispielsweise den von dem medizinischen Gerät erzeugten Strom über die Zeit aufzeichnen und daraus die Ladungsmenge bestimmen, z. B. durch Berechnung. Alternativ oder zusätzlich können die Mittel zur Bestimmung der elektrischen Ladung, wenn sie zumindest teilweise in Hardware implementiert sind, mindestens einen Integrator umfassen, z. B. einen integrierenden Verstärker, der einen OPAMP verwendet, um ein der Anzahl der elektrischen Ladungen zugeordnetes Signal zu liefern.
Darüber hinaus kann das Steuergerät so konfiguriert sein, dass es die Signalquelle und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle auf der Grundlage der ermittelten elektrischen Ladung steuert, die dem Probanden zugeführt wird. Auf diese Weise kann auch eine Rückkopplungsschleife von der Testperson zum Steuergerät vorgesehen werden. Auf diese Weise kann sogar eine Vorhersage der anzulegenden elektrischen Ladungen und/oder des elektrischen Stroms durch das Steuergerät erfolgen.
Diese Bestimmung, z. B. Berechnung und/oder Messung, der elektrischen Ladungen kann in Echtzeit, d. h. während des laufenden Betriebs des medizinischen Geräts und/oder der Anwendung des elektrischen Stroms, erfolgen.
Ferner kann die Einheit zur Bestimmung der elektrischen Ladung und/oder das Steuergerät so konfiguriert sein, dass eine Anzahl elektrischer Ladungen bestimmt wird. Diese Anzahl elektrischer Ladungen kann im Hinblick auf die am Probanden zu erzielende Wirkung mit einem Gewicht oder einer Dosis eines dem Probanden verabreichten Medikaments bzw. dessen pharmakologischer Wirkung verglichen werden. Daher kann das medizinische Gerät so konfiguriert sein, dass es die genaue Dosis der elektrischen Ladungen und/oder des elektrischen Stroms, die angewendet werden sollen, ermittelt und einstellt, kontrolliert und/oder reguliert, vorzugsweise in Echtzeit, ähnlich wie bei der Verabreichung eines Medikaments mit einer bestimmten Dosis.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Therapie- und/oder Diagnosevorrichtung bereitgestellt. Sie ist so konfiguriert, dass sie ein auf oder in einem Subjekt vorhandenes Pathogen durch Anlegen eines elektrischen Stroms an das Subjekt stimuliert, wobei die Therapievorrichtung mindestens ein medizinisches Gerät gemäß dem ersten Aspekt umfasst. Bei dem Erreger kann es sich beispielsweise um ein Bakterium, einen Parasiten, einen Pilz, ein Virus oder dergleichen handeln, das durch die Therapievorrichtung elektrisch stimuliert, angeregt oder dergleichen wird. Zumindest bei einigen Anwendungen kann der Erreger so elektrisch stimuliert oder angeregt werden, dass er sich selbst zerstört oder zumindest geschwächt wird. Beispielsweise können Pegel, Frequenz usw. des von dem medizinischen Gerät ausgegebenen elektrischen Signals so gewählt werden, dass ein entsprechend geschwächter oder selbstzerstörerischer Mechanismus des Erregers ausgelöst wird. So können z.B. Proteine, Zellen etc. oder Strukturen des Erregers verändert und z.B. auch zerstört werden.
In einer Ausführungsform kann das Therapie- und/oder Diagnosegerät eine Anzahl von Kanälen umfassen, die jeweils mindestens eine Anordnung aus einer Signalquelle, einer ersten Stromquelle und einer zweiten Stromquelle umfassen. Mit anderen Worten, das Therapiegerät kann eine Vielzahl von medizinischen Geräten gemäß dem ersten Aspekt umfassen, wobei jeder Kanal separat von den anderen gesteuert werden kann. Auf diese Weise können auch komplexe Steuerprogramme, d.h. Therapieprogramme, genutzt werden, um dem Patienten ein komplexes Therapieprogramm mit unterschiedlichen und/oder sich gegenseitig verstärkenden elektrischen Stromsignalen zukommen zu lassen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Therapie- und/oder Diagnosegerät ferner einen Therapie-Editor aufweisen, der so konfiguriert ist, dass er eine Auswahl von Teilsignalen und/oder Signalparametern zum Zusammenstellen einer Signalsequenz bereitstellt und eine auf der Grundlage der Auswahl erzeugte Signalsequenz an eine Signalquelle des medizinischen Geräts liefert.
Der Therapie-Editor kann beispielsweise in Software implementiert sein und eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) bereitstellen, die so konfiguriert ist, dass sie die Auswahl von Teilsignalen und/oder Signalparametern einem Benutzer zur Verfügung stellt, d. h. jemandem, der das Steuerprogramm, d. h. das Therapieprogramm, erstellt. Die Teilsignale und/oder Signalparameter können beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften umfassen: Signalform, Signaldauer, Signalfrequenz, Phase, Tastverhältnis, Impuls, Offset und Amplitude. Dabei kann die Auswahl für Zeitintervalle in z.B. Millisekunden (ms) bis zu Stunden (h) definiert werden. Auf diese Weise kann ein spezifisches Therapie- und/oder Kontrollprogramm für einen bestimmten Erreger erstellt werden und das Gerät auf der Grundlage des Therapie- und/oder Kontrollprogramms gesteuert werden.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Computerprogrammelement bereitgestellt, das, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, konfiguriert ist, eine Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt zu steuern und/oder eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zu steuern.
Gemäß einem vierten Aspekt ist ein computerlesbares Speicher- oder Übertragungsmedium vorgesehen, auf dem das Computerprogrammelement gemäß dem dritten Aspekt gespeichert ist oder das dieses trägt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die obigen Ausführungsformen unabhängig von dem jeweiligen Aspekt miteinander kombiniert werden können. Dementsprechend kann das Verfahren mit strukturellen Merkmalen der Vorrichtung der anderen Aspekte kombiniert werden, und ebenso können die Vorrichtungen des ersten und/oder zweiten Aspekts mit Merkmalen der jeweils anderen kombiniert werden, und sie können auch mit Merkmalen kombiniert werden, die oben in Bezug auf das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt beschrieben wurden.
Diese und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und erläutert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Exemplarische Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

1 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm ein medizinisches Gerät gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm ein medizinisches Gerät gemäß einer Ausführungsform
3 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm ein medizinisches Gerät gemäß einer Ausführungsform
4 zeigt in einer schematischen Vorderansicht ein Therapie- und/oder Diagnosegerät, das mindestens ein medizinisches Gerät umfasst, gemäß einer Ausführungsform.
5 zeigt in einem Flussdiagramm ein Verfahren zum Betrieb eines medizinischen Geräts und/oder eines Therapie- und/oder Diagnosegerät, gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm eine beispielhafte Ausführungsform eines medizinischen Geräts 100, das so konfiguriert ist, dass es einem Probanden S ein elektrisches Stromsignal zuführt. Das elektrische Stromsignal dient vorzugsweise dazu, dem Probanden S eine spezifische Therapie, z.B. ein Therapieprogramm, das ein oder mehrere spezifische elektrische Stromsignale umfasst, zukommen zu lassen. Das elektrische Stromsignal kann z.B. so ausgewählt und/oder spezifiziert werden, dass es einen beim Probanden vorhandenen Erreger, wie z.B. ein Bakterium, einen Pilz, ein Virus usw., in einem Frequenzbereich stimuliert, der für den Erreger.
Das Medizinprodukt 100 umfasst ferner ein Steuergerät 110, das in eine oder mehrere Untereinheiten oder Funktionseinheiten unterteilt sein kann. Im Folgenden kann die Nomenklatur 110-xx darauf hinweisen, dass die entsprechend bezeichnete Einheit optional strukturell sein kann und/oder funktionell mit dem Steuergerät 110 verbunden sind. Es ist aber auch denkbar, dass die mit der obigen Nomenklatur bezeichneten Untereinheiten oder Funktionseinheiten zumindest teilweise von dem Steuergerät 110 getrennt sind.
Das Steuergerät 110 umfasst mindestens eine Signalquelle 110-10, die dazu ausgebildet ist, ein analoges Signal Sx zu erzeugen, insbesondere ein erstes analoges Signal mit einer ersten Phase und gleichzeitig ein zweites analoges Signal mit einer zur ersten Phase phasenverschobenen zweiten Phase auszugeben. Das erste und das zweite Analogsignal, die als Sx1 und Sx2 bezeichnet werden können, können einander gleich sein (und können daher unter der Bezeichnung Sx zusammengefasst werden, d.h. es kann ein gemeinsames Signal sein, das phasenverschoben aufgenommen wird), können aber auch phasenverschoben zueinander erzeugt oder bereitgestellt werden. Beispielsweise können das erste und das zweite Analogsignal Sx1, Sx2 zusammengesetzt sein, d.h. eine Phasenverschiebung von 180° zueinander aufweisen. Das analoge Signal Sx, Sx1, Sx2 kann z.B. auf der Grundlage eines Steuerprogramms erzeugt werden, das im Folgenden näher beschrieben wird. Das medizinische Gerät 100 umfasst ferner eine erste spannungsgesteuerte Stromquelle 120, die mit der Signalquelle 110-10 verbunden ist, um das erste Analogsignal Sx1 zu empfangen und um auf der Grundlage des empfangenen ersten Analogsignals Sx1 ein elektrisches Stromsignal zu erzeugen, und die so konfiguriert ist, dass sie eine erste Ausgangsimpedanz bereitstellt. Dadurch kann durch Variieren des ersten Analogsignals Sx1 das elektrische Stromsignal an der Ausgangsseite der ersten Stromquelle 120 gesteuert werden.
Ferner umfasst das medizinische Gerät 100 eine zweite spannungsgesteuerte Stromquelle 130, die mit der Signalquelle 110-10 verbunden ist, um das zweite Analogsignal Sx2 zu empfangen und auf der Grundlage des empfangenen zweiten Analogsignals einen elektrischen Strom zu erzeugen, und die so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Ausgangsimpedanz bereitstellt, die sich von der ersten Ausgangsimpedanz unterscheidet. Dadurch kann durch Variieren des zweiten Analogsignals Sx2 das elektrische Stromsignal an der Ausgangsseite der zweiten Stromquelle 130 gesteuert werden. Ferner kann die zweite Ausgangsimpedanz beispielsweise niedriger sein als die erste Ausgangsimpedanz. Dies kann dazu führen, dass das medizinische Gerät 100 die Kontrolle über das Ausgangspotenzial an der zweiten Stromquelle 130 erhält. Dabei kann die zweite Ausgangsimpedanz der zweiten Stromquelle 130 variabel oder innerhalb der zweiten Stromquelle 130 einstellbar sein.
Wie in 1 (und auch in 2 und 3) zu sehen ist, sind die erste Stromquelle 120 und die zweite Stromquelle 130 mit dem Gegenstand S in Reihe geschaltet. Dies kann dazu führen, dass die Ausgangsspannungsfähigkeit des medizinischen Geräts 100 erhöht, insbesondere bei mindestens zwei Stromquellen mindestens verdoppelt wird.
Darüber hinaus umfasst das medizinische Gerät 100 einen ersten Applikator 140, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Probanden S in Kontakt gebracht und mit der ersten Stromquelle 120 verbunden werden. Der erste Applikator 140 kann zum Beispiel eine elektrisch leitende Schnittstelle zum Probanden S sein, wie ein Hautapplikator, der am Körper, an den Extremitäten, am Kopf, an einer In-vitro-Anordnung usw. angebracht werden kann. Ferner kann der erste Applikator 140 beispielsweise mit der ersten Stromquelle 120 über eine elektrische Leitung verbunden sein, die auf der anderen Seite mit einer geeigneten Ausgangsschnittstelle des medizinischen Geräts 100 verbunden ist. Das von der ersten Stromquelle 120 erzeugte elektrische Stromsignal kann dann an den ersten Applikator 140 übertragen werden, von dem aus der elektrische Strom an den Probanden S weitergeleitet wird.
Des Weiteren umfasst das medizinische Gerät 100 einen zweiten Applikator 150, der dazu ausgebildet ist, mit dem Probanden S in Kontakt gebracht zu werden und der mit der zweiten Stromquelle 130 verbunden ist. Der zweite Applikator 150 kann beispielsweise eine elektrisch leitende Schnittstelle zum Probanden S sein, wie ein Hautapplikator, ein Nadelapplikator oder dergleichen, der am Körper, an den Extremitäten, am Kopf, an einer In-vitro-Anordnung usw. angebracht werden kann. Ferner kann der zweite Applikator 150 beispielsweise mit der zweiten Stromquelle 130 über eine elektrische Leitung verbunden sein, die auf der anderen Seite mit einer geeigneten Ausgangsschnittstelle des medizinischen Geräts 100 verbunden ist. Das von der zweiten Stromquelle 130 erzeugte elektrische Stromsignal kann dann an den zweiten Applikator 150 übertragen werden, von dem aus der elektrische Strom an den Probanden S weitergeleitet wird.
2 zeigt in einem schematischen Blockschaltbild das medizinische Gerät 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform näher. Im Prinzip zeigt 2 das medizinische Gerät 100 aus 1, zeigt aber zum besseren Verständnis weitere Details der verwendeten Komponenten, Einheiten und/oder Schaltungen.
Gemäß 2 umfassen die erste Stromquelle 120 und die zweite Stromquelle 130 jeweils einen mit der Signalquelle 111 verbundenen Operationsverstärker 120-1, 130-1, OPAMP 120-1, 130-1, und eine mit dem entsprechenden OPAMP 120-1, 130-1 verbundene Widerstandsbrücke 120-2. Eine Eingangsseite des OPAMP 120-1 der ersten Stromquelle 120 ist mit der Signalquelle 111 verbunden, um das analoge Signal Sx mit der ersten Phase (Sx1 wie in 1 gezeigt) zu empfangen, und eine Eingangsseite des OPAMP 130-1 der zweiten Stromquelle 130 ist mit der Signalquelle 111 verbunden, um das analoge Differenzsignal Sx mit der zweiten Phase (Sx2 wie in 1 gezeigt) zu empfangen. Da das analoge Signal Sx, Sx1, Sx2 ein Differenzsignal sein kann, kann es und insbesondere das erste und zweite analoge Signal Sx1, Sx2 auch als +Sx1 und -Sx2 bezeichnet werden, wie in 2 (und auch in 3) gezeigt. Die Widerstandsbrücken 120-2, 130-2 der ersten Stromquelle 120 und der zweiten Stromquelle 130 umfassen jeweils die Widerstände R1, R2, R4 und R5, die beispielhaft wie in 2 dargestellt angeschlossen sind. Es wird darauf hingewiesen, dass mindestens einer der Widerstände R1, R2, R4 und R5 der Widerstandsbrücke 120-2 der zweiten Stromquelle 130 so konfiguriert ist, dass sein Widerstandswert einstellbar ist. Ferner ist das Steuergerät 110 so konfiguriert, dass es den Widerstandswert der Widerstandsbrücke 130-2 der zweiten Stromquelle 130 variiert und/oder einstellt, wodurch die Widerstandsbrücke 120-2 unsymmetrisch wird. Es ist anzumerken, dass die Widerstandsbrücke 130-2 in Bezug auf eine entsprechende Widerstandsanpassungsbedingung unsymmetrisch ist, die durch R1 [(R4 + ΔR) + R5] ≠ R2R3 ausgedrückt werden kann, wobei der variable und/oder einstellbare Widerstandswert durch ΔR angegeben wird. Im Gegensatz dazu ist die Widerstandsbrücke 122 der ersten Stromquelle 120 unsymmetrisch, was durch (R1 (R4 + R5) = R1 R3 ausgedrückt werden kann, ableitbar aus $\frac{R 2}{R 1} - \frac{(R 4 + R 5)}{R 3} = 0$
Ferner umfasst das medizinische Gerät 100, z. B. als Teil des Steuergeräts 110, einen Signalgenerator 110-20, der mit seiner Ausgangsseite an die Signalquelle 111 angeschlossen und so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Quellensignal des ersten und/oder zweiten Analogsignals Sx (Sx1 und Sx2, wie in 1 gezeigt) auf der Grundlage eines oder mehrerer Signalparameter bereitstellt, die in dem Steuerprogramm enthalten sind und das entsprechende Analogsignal beschreiben, das von der Signalquelle 110-10 ausgegeben werden soll. Für letzteres kann der Signalgenerator 110-20 mit seiner Eingangsseite z.B. mit einem Computer 200 verbunden sein, wie in 2 durch einen Pfeil angedeutet, wobei der Computer 200 weiter unten unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wird. Der eine oder die mehreren Signalparameter können Teil des Steuerprogramms für das medizinische Gerät 100 sein oder dieses bilden, gemäß dem die Signalquelle 110-10 gesteuert wird, um das analoge Signal Sx, Sx1, Sx2 basierend auf dem Steuerprogramm bereitzustellen, um die erste und/oder zweite Stromquelle 120, 130 zu veranlassen, ein entsprechendes elektrisches Stromsignal bereitzustellen. Da das Steuerprogramm die Ausgabe des elektrischen Stromsignals steuert, das an den Probanden S angelegt wird, kann das Steuerprogramm auch als Therapieprogramm bezeichnet werden. Der eine oder die mehreren Parameter können einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen: Signalform oder Wellenform, Amplitude, Frequenz und Signaldauer. Diese Parameter können eine spezifische Signalform oder Wellenform definieren, die auch eine oder mehrere Sequenzen von spezifischen Signalformen oder Wellenformen und/oder eine oder mehrere Kombinationen von Signalformen oder Wellenformen umfassen kann. Die spezifische Signalform oder Wellenform kann beispielsweise Sinus, Halbsinus, Sägezahn, Dreieck, Linie, Gleichstrom, Rechteck, Puls, Sinussegment, Trapezsegment, Gaußverteilung, EKG, eine beliebige Wellenform oder ähnliches sein. Optional kann das medizinische Gerät so konfiguriert sein, dass es einen oder mehrere Parameter der spezifischen Signalform oder Wellenform, wie Dauer, Frequenz, Phase, Tastverhältnis, Impuls und/oder Amplitude, variiert.
3 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm eine weitere beispielhafte Ausführungsform des medizinischen Geräts 100. Im Prinzip zeigt 3 das medizinische Gerät 100 aus 1 und/oder 2, zeigt aber zum besseren Verständnis weitere Details der verwendeten Komponenten, Einheiten und/oder Schaltungen.
Optional kann das medizinische Gerät 100 mindestens eine erste Detektionseinheit 160, 170 umfassen, die als erster Eingang mit einer Ausgangsseite der ersten Stromquelle 120 und/oder der zweiten Stromquelle 130 verbunden ist und als zweiter Eingang das entsprechende Analogsignal Sx1, Sx2 empfängt. Mit anderen Worten kann die erste Erfassungsschaltung 160, 170 dazu ausgebildet sein, eine Spannungssättigung an der Ausgangsseite des medizinischen Geräts 100, insbesondere des Ausgangssignals zu den Applikatoren 140, 150, zu erfassen. In der in 3 dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfasst das medizinische Gerät 100 eine erste Erfassungsschaltung 160, die der ersten Stromquelle 120 zugeordnet ist, und eine zweite Erfassungsschaltung 170, die der zweiten Stromquelle 130 zugeordnet ist. Obwohl die oben erwähnte Nomenklatur nicht verwendet wird, um die mindestens eine Erfassungsschaltung 160, 170 zu beschreiben, wird darauf hingewiesen, dass diese auch Teil des Steuergeräts 110 sein kann.
Dabei kann die Steuereinheit 110 ferner so konfiguriert sein, dass sie zumindest die Signalquelle 110-10 deaktiviert, wenn sich ein Wert der Ausgangsseite der Stromquelle 120, 130 dem Analogsignal über einen Schwellenwert bei einem Vergleich der beiden Eingänge nähert. Die Erfassungsschaltung 160, 170 kann beispielsweise einen Komparator, z.B. einen Analogkomparator, umfassen, der mit der Ausgangsseite des medizinischen Geräts 100, z.B. mit der Ausgangsseite der ersten und/oder zweiten Stromquelle 120, 130, verbunden ist, um das entsprechende elektrische Signal als einen ersten Eingang zu empfangen, und der mit der Signalquelle 110-10 verbunden ist, um das Analogsignal als einen zweiten Eingang zu empfangen.
Die erste Erfassungsschaltung 160, 170 kann so konfiguriert sein, dass sie beide Eingangssignale miteinander vergleicht und einen Indikatorwert, z.B. ein Flag SAT-A, SAT-B, setzt, der einem entsprechenden Spannungssättigungszustand des jeweiligen Ausgangs, d.h. einem Spannungssättigungszustand an dem entsprechenden Applikator 140, 150, zugeordnet ist, wenn sich die Ausgangsseite der Stromquelle 120, 130 bei einem Vergleich der beiden Eingangssignale dem Analogsignal über einen Schwellenwert nähert. Daher zeigt der von der Erfassungsschaltung 160, 170 eingestellte Indikatorwert SAT-A, SAT-B den Spannungssättigungszustand am ersten und/oder zweiten Applikator 140, 150 an, wobei der Indikatorwert SAT-A, SAT-B von der Steuerung 110 zur Steuerung der Signalquelle 110-10 verwendet wird. Beispielsweise kann der Indikatorwert SAT-A, SAT-B dem Signalgenerator 110-20 zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er die Signalquelle 110-10 auf dieser Basis steuert. Wenn der Spannungssättigungszustand zu hoch ist, d.h. den Schwellenwert erreicht und/oder überschreitet, kann der Indikatorwert SAT-A, SAT-B verwendet werden, um die Signalquelle 110-10 und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle 120, 130 so zu steuern, dass sie automatisch deaktiviert werden. Der Schwellenwert kann so eingestellt werden, dass er unterhalb der Stromversorgungsgrenze des medizinischen Geräts 100 liegt, und kann insbesondere auf 75 % bis 95 %, vorzugsweise auf etwa 95 %, der Ausgangsspannung des medizinischen Geräts 100 eingestellt werden.
Ferner kann das medizinische Gerät 100 optional mindestens eine zweite Erfassungsschaltung umfassen, die mit einer Ausgangsseite einer der Stromquellen 120, 130 als ein erster Eingang verbunden ist und das analoge Signal als ein zweiter Eingang empfängt, wobei die zweite Erfassungsschaltung die gleiche sein kann wie die obige Erfassungsschaltung 160, 170 (wie in der Abbildung Beispiel in 3), oder kann eine zusätzliche, weitere Detektionsschaltung sein, die zumindest ähnlich wie die obige Detektionsschaltung 160, 170 konfiguriert ist.
Dabei kann der Controller 110 so konfiguriert sein, dass er eine Ausgangsverstärkung der Signalquelle 110-10 steuert, wenn sich ein Wert der Ausgangsseite der entsprechenden Stromquelle 120, 130 dem Analogsignal über einen Schwellenwert bei einem Vergleich der beiden Eingänge nähert.
Wenn beispielsweise die Impedanz des Probanden S den entsprechenden Schwellenwert erreicht und/oder überschreitet, bedeutet dies, dass die Spannung auf der Ausgangsseite des medizinischen Geräts 100 nahe an der Versorgungsspannung liegt. Die Erfassungseinheit160, 170 kann einen Verstärkungsindikator AGC-A, AGC-B erzeugen, und der Controller 110 kann eine entsprechende Verstärkungskonstante Ky erzeugen, um die Verstärkung des analogen Signals Sx, Sx1, Sx2 zu steuern.
Optional umfasst das medizinische Gerät 100, z.B. das Steuergerät 110, eine Kalibrierungseinheit 110-80, die z.B. als Kalibrierungsschaltung implementiert ist, mindestens einen Kalibrierungswiderstand 110-81 umfasst und selektiv mit einer Ausgangsseite einer der ersten Stromquelle 120 und/oder zweiten Stromquelle 130 anstelle des ersten Applikators 140 und/oder zweiten Applikators 150 verbunden werden kann.
Dabei ist der Controller 110 ferner so konfiguriert, dass er auf der Grundlage eines an dem mindestens einen Kalibrierungswiderstand 110-80 erfassten Wertes mindestens einen Kalibrierungsparameter Ky, Kz erzeugt, der der Signalquelle 110-10 und/oder dem Signalgenerator 110-20 zugeführt wird, um das Analogsignal Sx, Sx1, Sx2 auf der Grundlage des Kalibrierungsparameters Ky, Kz zu erzeugen. In der in 3 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann der Kalibrierungsparameter Ky als eine Verstärkungskonstante und der Kalibrierungsparameter Kz als eine Offsetkonstante bezeichnet werden.
Optional kann das medizinische Gerät 100, z.B. das Steuergerät 110, eine Messschaltung 110-90 umfassen, die mit dem Probanden S verbunden oder selektiv verbindbar ist und so konfiguriert ist, dass sie ein oder mehrere Messsignale empfängt, die der Impedanz des Probanden S zugeordnet sind, wobei das Steuergerät 110 so konfiguriert ist, dass es die Signalquelle 110-10 und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle 120, 130 basierend auf der gemessenen Impedanz steuert. Daher kann die Messung der Messeinheit 110-90 auch als Impedanzrückführung bezeichnet werden. Wie in 3 angedeutet, kann das medizinische Gerät 100 z.B. mindestens eine Probandenschnittstelle 110-91, z.B. einen Satz von Messapplikatoren, umfassen, die mit dem Probanden S in Kontakt zu bringen und so konfiguriert ist, dass sie das eine oder die mehreren Messsignale empfängt, die der Impedanz des Probanden S zugeordnet sind. Die Messsignale können dann dem Steuergerät 110 zur Verfügung gestellt werden, das z.B. die obige Verstärkungskonstante Ky auf der Grundlage der gemessenen Impedanz erzeugen kann, um das analoge Signal Sx, Sx1, Sx2 auf dieser Basis anzupassen.
Optional kann die Steuereinrichtung 110 ferner konfiguriert sein, um eine Anzahl von elektrischen Ladungen, z.B. in Coulomb (C), zu bestimmen, die an das Subjekt S angelegt und/oder angelegt werden sollen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 110, z.B. der Signalgenerator 110-20, mindestens eine elektrische Ladungsbestimmungseinheit umfassen, die konfiguriert ist, um eine, vorzugsweise kumulierte, elektrische Ladung zu bestimmen, die an das Subjekt S angelegt oder angelegt werden soll. Dabei kann die Steuereinrichtung 110 ferner konfiguriert sein, um die Signalquelle und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle 120, 130 basierend auf der bestimmten elektrischen Ladung zu steuern. Die Mittel zur Bestimmung der elektrischen Ladung können beispielsweise nur in Software, nur in Hardware oder in einer Kombination aus Hardware und Software implementiert sein. Wenn sie in Software implementiert ist, kann die Software beispielsweise den von dem medizinischen Gerät erzeugten Strom über die Zeit aufzeichnen und daraus die Ladungsmenge bestimmen, z. B. durch Berechnung. Alternativ oder zusätzlich können die Mittel zur Bestimmung der elektrischen Ladung, wenn sie zumindest teilweise in Hardware implementiert sind, mindestens einen Integrator, z. B. einen integrierenden Verstärker unter Verwendung eines OPAMP, umfassen, um ein der Anzahl der elektrischen Ladungen zugeordnetes Signal bereitzustellen.
Ferner kann das Steuergerät 110 optional eine Datenverarbeitungseinheit 110-40 umfassen, die zumindest mit dem Signalgenerator 110-20 verbunden ist, um z. B. die Signalerzeugung zu steuern. Optional kann die Datenverarbeitungseinheit 110-40 mit der Messschaltung 190 verbunden sein, um z.B. Messsignale, wie z.B. die Impedanz des Subjekts S, zu empfangen. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungseinheit 110-40 konfiguriert sein, um das Steuerprogramm zu verarbeiten, das die einen oder mehreren Signalparameter und/oder Signalsequenzen umfasst, d.h. das Steuerprogramm, auf dessen Grundlage der an das Subjekt S anzulegende elektrische Strom erzeugt und über den ersten und/oder zweiten Applikator 140, 150 angelegt werden kann. Ferner kann die Datenverarbeitungseinheit 110-40 weiter an einen Computer 200, z. B. einen Personal Computer, angeschlossen. Auf dem Computer 200 kann eine geeignete Softwareanwendung laufen, die als Therapie-Editor bezeichnet werden kann und so konfiguriert ist, dass sie eine Auswahl von Signalparametern, Signalformen, Wellenformen usw. bereitstellt, um das oben genannte Steuerprogramm oder Therapieprogramm zu erstellen. Die Datenverarbeitungseinheit 110-40 kann so konfiguriert sein, dass sie das auf dem Computer 200 erstellte und von diesem bereitgestellte Steuerprogramm empfängt, wie in 3 durch einen Pfeil angezeigt. Ferner kann die Datenverarbeitungseinheit 110-40 so konfiguriert sein, dass sie das Steuerprogramm verarbeitet, z. B. liest und entschlüsselt, und das Steuerprogramm ausführt, indem sie die Signalparameter in einem geeigneten Datenformat an den Signalgenerator 110-20 überträgt, wie in 3 durch einen Pfeil angezeigt. Sie kann ferner so konfiguriert sein, dass sie Impedanz-Rückkopplungsinformationen von der Messeinheit 110-90 liest, wie durch einen Pfeil angezeigt, und sie an den Computer 200 überträgt. Ferner kann die Datenverarbeitungseinheit 110-40 so konfiguriert sein, dass sie Musik abspielt, die optional mit dem Steuerprogramm verbunden ist. Außerdem kann die Datenverarbeitungseinheit 110-40 so konfiguriert sein, dass sie Temperaturmessungen der Hardwareplatine des medizinischen Geräts 100 verarbeitet und einen oder mehrere Lüfter steuert, um eine Überhitzung der Hardwareplatine zu vermeiden. Ferner kann die Datenverarbeitungseinheit 110-40 so konfiguriert sein, dass sie den Systemstatus des medizinischen Geräts 100 anzeigt und/oder eine Fehlfunktion erkennt.
Im Folgenden wird, immer noch unter Bezugnahme auf 3, der Signalgenerator 110-20 gemäß einer beispielhaften Implementierung beschrieben, wie sie in zumindest einigen beispielhaften Ausführungsformen verwendet wird.
Der Signalgenerator 110-20 kann eine Datenschnittstelle 110-21, z. B. eine CPU-Schnittstelle, umfassen, die mit der Datenverarbeitungseinheit 110-40 verbunden ist, wie in 3 durch einen Pfeil angedeutet. Die Datenschnittstelle 110-21 kann so konfiguriert sein, dass sie ein geeignetes Datenprotokoll zum Austausch, d. h. zum Empfang und/oder zur Übertragung von Daten, wie z. B. dem Steuerprogramm, einem Systemstatus, einer Fehlermeldung, die eine Fehlfunktion des medizinischen Geräts 100 anzeigt, Zeitfensterparametern usw., mit der Datenverarbeitungseinheit 110-40 verwendet.
Ferner kann der Signalgenerator 110-20 einen Speicher 110-22 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er z. B. einen oder mehrere digitale Abtastwerte speichert, die zur Erzeugung eines entsprechenden arbiträren Signals verwendet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die willkürlichen Abtastungen Abtastung für Abtastung verarbeitet werden können, nicht nach den hier beschriebenen Signalparametern.
Der Signalgenerator 110-20 kann außerdem einen Taktgeber 110-23 umfassen, der auch als Echtzeitmarker RTM bezeichnet werden kann. Er kann als absoluter Taktgeber verwendet werden, der gleichzeitig einen gleichen Zeitstempelmarker in einem oder mehreren Puffern anbringt, um eine Zeitsynchronisation zwischen den vom Signalgenerator 110-20 erzeugten und/oder übertragenen Signalen und einem oder mehreren Rückkopplungssignalen, z. B. von der Messeinheit 110-90, durchzuführen.
Ferner kann der Signalgenerator 110-20 einen Signalparameterpuffer 110-24 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er die von der Datenverarbeitungseinheit 110-40 über die Datenschnittstelle 110-21 bereitgestellten Signalparameter speichert. Der Signalparameterpuffer 110-24 kann mit der Datenverarbeitungseinheit 110-40 und mit anderen Komponenten gemäß den in 3 gezeigten Pfeilen verbunden sein. Das Signalphasengeneratormodul (DPSG) erzeugt einen kontinuierlichen Datenstrom digitaler Abtastwerte, ausgehend von einer kleinen Anzahl von Signalparametern, wie Frequenz, Amplitude, Tastverhältnis, Modulationsformel usw.
Der Signalgenerator 110-20 kann ferner einen digitalen Phasengenerator 110-25 umfassen, der z. B. in einem FPGA implementiert ist. Er kann so konfiguriert sein, dass er einen Adresszähler verwendet, der auch als Phasenregister bezeichnet werden kann, und kann um 360° einer Signalzeitperiode zeigen und eine entsprechende Abtastamplitude auswählen, die z. B. in einer Nachschlagetabelle gespeichert ist. Die Nachschlagetabelle kann so konfiguriert sein, dass sie eine oder mehrere digitale Amplitudenabtastwerte für ein gegebenes periodisches Signal, wie z. B. eine Sinuswelle usw., oder eine halbperiodische Form speichert. Die Abtastamplitude kann als normalisierter Wert für jeden Phasenwinkel gespeichert werden. Ein Ausgangsregister kann zur Synchronisierung einer so genannten „Pipeline-Struktur“ und zur Speicherung eines digitalen normalisierten Abtastwerts DNs des erzeugten Signals verwendet werden. Aus funktionaler Sicht kann der digitale Phasengenerator 110-25 den Adresszähler verwenden, der die Phasenwinkel für eine volle Signalperiode von 0° bis 360° enthält. Dann wird die Ausgabe des Adresszählers verwendet, um die entsprechende Abtastamplitude des periodischen Signals auszuwählen, die in der Nachschlagetabelle gespeichert ist. Die Ausgabe der Nachschlagetabelle kann mit dem Ausgangsregister synchronisiert werden.
Ferner kann der Signalgenerator 110-20 eine Verstärkungssteuerungseinheit 110-26 umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie den digital normalisierten Abtastwert DNs verarbeitet, indem sie ihn z. B. mit einem Verstärkungsfaktor DKy multipliziert, um eine gewünschte Amplitude in einem Bereich zu erhalten, wobei dies durch Ds = DNs ∗ DKy ausgedrückt werden kann, wobei Ds einen kontinuierlichen Strom von digitalen Abtastwerten Ds darstellt. Die Funktionsweise der Verstärkungssteuerungseinheit 110-26 wird im Folgenden näher beschrieben.
Der Signalgenerator 110-20 kann ferner einen Digital-Analog-Wandler 110-27 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er den digitalen Abtastwert Ds in einen analogen Abtastwert Ax umwandelt, der auch als Quellsignal bezeichnet werden kann, das der Signalquelle 110-10 zugeführt wird.
Darüber hinaus kann der Signalgenerator 110-20 einen Kalibrierungskonverter 110-28 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er Daten erzeugt, die für ein automatisches Kalibrierungs- und/oder Testverfahren unter Verwendung des Kalibrierungswiderstands 110-81 verwendet werden. Der Kalibrierungskonverter 110-28 kann verwendet werden, um einen Spannungsabfall vom Kalibrierungswiderstand 110-81 zu empfangen und/oder zu verarbeiten, um die Nullpegel und/oder Vollpegel des medizinischen Geräts 100. Der Kalibrierungsalgorithmus kann innerhalb des digitalen Phasengenerators 110-25 implementiert werden.
Der Signalgenerator 110-20 kann ferner einen Offset-Digital-Analog-Digital-Wandler 110-29 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er eine einem Offset-Wert zugeordnete digitale Konstante DKz in einen analogen Wert Kx umwandelt, um den Offset eines entsprechenden analogen Abtastwerts As zu steuern.
Der Signalgenerator 110 kann ferner eine logische Einheit 110-30 umfassen, die z. B. als feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) implementiert sein kann. Die logische Einheit 110-30 kann zumindest mit der Datenschnittstelle 110-21 und dem Speicher 121-22 verbunden sein, um deren Daten zur weiteren Verarbeitung zu empfangen. Darüber hinaus kann die logische Einheit 110-30 mit weiteren Komponenten gemäß den in 3 gezeigten Pfeilen verbunden sein. Die logische Einheit 110-30 kann die Uhr 110-23 für jeden Signalzeitfenster zum Zeitpunkt der Signalerzeugung einstellen, um eine genaue zeitliche Korrelation mit z. B. der von der Messeinheit 110-90 empfangenen Rückmeldung zu haben. Aus funktionaler Sicht kann die logische Einheit 110-30 Daten- und/oder Signalverarbeitung durchführen, um Funktionen zu implementieren, wie z. B. Signalmodulation, z. B. in Amplitude und Frequenz, Variation der Signalparameter, z. B. in Amplitude, Frequenz, Tastverhältnis, Offset. Ferner kann die Logikeinheit 110-30 so konfiguriert sein, dass sie eine Antwort für eine oder mehrere Erfassungs- und/oder Sicherheitsschaltungen bereitstellt, wobei dies z. B. auf den Indikatoren AGC-A, B für eine automatische Verstärkungsregelung, SAT-A, B für einen Sättigungszustand und/oder OPE-A, B für einen offenen Applikatorzustand beruhen kann.
Im Folgenden wird, immer noch unter Bezugnahme auf 3, die Signalquelle 110-10 gemäß einer beispielhaften Implementierung beschrieben, wie sie in zumindest einigen beispielhaften Ausführungsformen verwendet wird.
Die Signalquelle 110-10 kann ferner ein Filter 110-11, z. B. ein Tiefpassfilter, umfassen, um zumindest teilweise spektrale Reinheit, geringes Phasenrauschen und einen verbesserten Frequenzgang zu gewährleisten. Wie in 3 zu sehen ist, ist das Filter 110-11 so angeschlossen, dass es den analogen Abtastwert Ax vom Digital-Analog-Wandler 110-27 empfängt und so konfiguriert ist, dass es diesen filtert.
Ferner kann die Signalquelle 110-10 einen Verstärker 110-12 umfassen, der so angeschlossen ist, dass er den Ausgang des Filters 110-11 empfängt.
Die Signalquelle 110-10 kann ferner eine Summiereinheit 110-13 umfassen, die z. B. als analoge Addierschaltung implementiert sein kann und so konfiguriert ist, dass sie die Kalibrierungsoffsetkonstante Kx, die von dem Offset-Digital-Analog-Digital-Wandler 110-29 erzeugt wird, parallel zu dem analogen Abtastwert Ax addiert.
Ferner kann die Signalquelle 110-10 einen Verstärker 110-14 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er das Differenzsignal Sx, Sx1, Sx2 für die erste und/oder zweite Stromquelle 120, 130 bereitstellt.
Im Folgenden wird, immer noch unter Bezugnahme auf 3, die Messeinheit 110-90 gemäß einer beispielhaften Implementierung beschrieben, wie sie in zumindest einigen beispielhaften Ausführungsformen verwendet wird.
Die Messeinheit 110-90 kann ferner eine logische Einheit 190-91 umfassen, die kann als FPGA implementiert sein, der so konfiguriert ist, dass er die Impedanz-Rückkopplungsdaten verarbeitet, die über eine zusätzliche Schnittstelle 110-92 erhalten werden, die mit dem Subjekt S verbunden werden kann oder verbunden ist.
Die Messeinheit 110-90 kann außerdem eine Uhr 110-93 umfassen, die auch als Echtzeitmarker RTM bezeichnet werden kann. Sie kann als absolute Uhr verwendet werden, die gleichzeitig einen gleichen Zeitstempelmarker in z.B. einem oder mehreren Puffern anbringt, um eine Zeitsynchronisation zwischen den von dem Signalgenerator 110-20 erzeugten und/oder übertragenen Signalen durchzuführen, z.B. dem Takt 110-23 und einem oder mehreren Rückkopplungssignalen der Messschaltung 110-90. Die Synchronisation zwischen den Takten 110-23 und 110-93 ist in 3 durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet.
Unter Bezugnahme auf 3 wird das medizinische Gerät 100 im Folgenden funktionell beschrieben.
Gemäß 3 kann das medizinische Gerät 100 funktionell in Funktionseinheiten unterteilt sein, die in 3 durch gestrichelte Rechtecke gekennzeichnet sind. Wie oben beschrieben, umfasst das medizinische Gerät 100 als Funktionseinheiten das Steuergerät 110, die Stromquellen 120, 130 und die Applikatoren 140, 150, wobei diese Funktionseinheiten in 3 durch gestrichelte Rechtecke gekennzeichnet sind.
Aus funktionaler Sicht erzeugt und/oder liefert das Steuergerät 110, z. B. unter Verwendung des Signalgenerators 110-20, basierend auf den oben genannten empfangenen Signalparametern einen kontinuierlichen Strom digitaler Abtastwerte. Dann wandelt das Steuergerät 110, z.B. unter Verwendung des Signalgenerators 110-20 und/oder der Signalquelle 110-10, die digitalen Abtastwerte in analoge Abtastwerte um, d.h. das obige analoge Signal Sx, Sx1, Sx2, das so konfiguriert ist, dass es die erste und/oder zweite Stromquelle 120, 130 steuert, um den elektrischen Strom (das Signal) zu erzeugen, der dem Subjekt S über den ersten und/oder zweiten Applikator 140, 150 zugeführt wird.
Ferner kann die Steuereinheit 110 und insbesondere der Signalgenerator 110-20 so konfiguriert sein, dass sie die digitalen Abtastwerte, z. B. als digitalen Abtastwertfluss, gemäß Ds = DNs ∗ DKy + DKz erzeugt, wobei Ds ein digitaler Signalabtastwert ist, DNs ein digitaler normierter Wert des Abtastwerts ist, DKy ein auf DNs angewandter Verstärkungsfaktor ist und DKz ein Offset-Wert des Abtastwerts ist. Der digitale Signalabtastwert DNs gemäß der obigen Gleichung kann verwendet werden, um eine analoge Amplitude für den entsprechenden Abtastwert x zu erzeugen, die durch Ds => Ax ausgedrückt werden kann. Dann kann ein Analogaddierer 110-23 einen Offset K zur Ax-Signalamplitude addieren, was durch Sx = Ax + Kx ausgedrückt werden kann, wobei Ax die analoge Amplitude der Probe x und Kx der analoge Offset der Probe x ist. Die analoge Probe Sx kann dann z. B. über die Signalquelle 110-10 an die erste und/oder zweite Stromquelle 120, 130 geliefert werden, beispielsweise als eine Art Differenzsignal, das dem obigen Analogsignal Sx, Sx1, Sx2 entspricht.
Wie oben beschrieben, kann die Erfassungseinheit 160, 170 in drei Betriebsmodi betrieben werden, nämlich einem normalen Betriebsmodus, einem Spannungsbegrenzungsmodus und einem automatischen Kalibrierungs- und/oder Testmodus.
Der normale Betriebsmodus kann aktiv sein, wenn die Verstärkungsanzeige AGC-A, AGC-B nicht auf aktiv gesetzt ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Ausgangsspannung unter dem Schwellenwert liegt, der durch Vout < Schwellenwert ausgedrückt werden kann, wobei der Schwellenwert z. B. auf 75 % von Vcc, d. h. der Versorgungsspannung, festgelegt werden kann. In diesem Fall kann die Stromamplitude im gewünschten Bereich angelegt werden, z. B. 1 mA, 5 mA, 15 mA, 30 mA usw., und die Spannung an der Ausgangsspannung am ersten und/oder zweiten Applikator ist nicht begrenzt. In diesem Betriebsmodus kann die Erfassungseinheit eine Multiplikation der DNs mit einem erforderlichen Verstärkungsfaktor DKy durchführen, um eine gewünschte Amplitude im Strombereich zu erhalten, die durch (Ds = DNs* DKy) ausgedrückt werden kann.
Der Spannungsbegrenzungsmodus kann aktiv sein, wenn die Verstärkungsindikatoren AGC-A, B, AGC-A, AGC-B auf aktiv gesetzt sind. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn die Ausgangsspannung den Schwellenwert erreicht und/oder überschreitet, der durch Vout > Schwellenwert ausgedrückt werden kann, wobei der Schwellenwert auf 85 % von Vcc festgelegt werden kann. Wenn die Impedanz des Probanden S zu hoch ist, kann die Ausgangsspannung des medizinischen Geräts 100 durch die Spannungsversorgung (Vcc) begrenzt werden und der erzeugte Strom kann verzerrt werden. Diese Situation kann dadurch angezeigt werden, dass die Verstärkungsanzeige SAT-A, SAT-B aktiv ist, wenn der Spannungspegel am ersten und/oder zweiten Applikator 140, 150 größer ist als der Schwellenwert, z. B. 85 % der Stromversorgung des medizinischen Geräts 100. Die Erfassungseinheit 160, 170 kann dann den Verstärkungskoeffizienten DKy anpassen, um eine Spannungssättigung an der Ausgangsseite, nämlich am ersten und/oder zweiten Applikator 140, 150, zu vermeiden. Im Falle einer Spannungssättigung kann der Verstärkungskoeffizient DKy verringert werden, bis die durch AGC-A, AGC-B = 0 ausgedrückte Verstärkungsindikatorbedingung erfüllt ist, z.B. wenn Vout < Schwellenwert, wobei der Schwellenwert z.B. 75 % Vcc sein kann). Im Spannungsbegrenzungsmodus kann die Erfassungseinheit 160, 170 eine Multiplikation der DNs mit einem erforderlichen Verstärkungsfaktor DKy durchführen, um eine gewünschte Amplitude im Strombereich zu erhalten, die durch (Ds = DNs* DKy) ausgedrückt werden kann.
Für die Kalibrierung der Nullskala können die Kalibrierungsparameter DKy und DKz auf Null gesetzt werden, was durch DKz = 0 und DKy = 0 ausgedrückt werden kann. Dann wird der Spannungsabfall am Kalibrierungswiderstand 110-81 minimiert, wodurch der entsprechende Kalibrierungsparameter DKz verändert wird und ein kalibrierter Wert für den Nullskalenpegel von DKzc entsteht.
Bei der Vollbereichskalibrierung werden die Kalibrierungsparameter auf DKz = DKzc und DKy = 0 gesetzt. Dann wird der Spannungsabfall am Kalibrierungswiderstand 181 gemessen und die Konstante DKy so lange geändert, bis der Kalibrierungswert Dc den Vollbereichspegel, z. B. 1 mA, 5 mA, 15 mA, 30 mA oder höhere Strombereiche, des Strombereichs des medizinischen Geräts 100 erreicht, wobei dies durch Ds = DNs* DKy + DKzc ausgedrückt werden kann, wobei DNs = „3FFF“-Maximalwert. Dies kann einen Kalibrierungsparameter DKyc für eine gegebene Stromdomäne liefern und kann ferner zu der Probe führen, die durch Ds = DNs* DKyc + DKzc ausgedrückt werden kann.
4 zeigt in einer schematischen Vorderansicht eine Therapie- und/oder Diagnosevorrichtung 1, die so konfiguriert ist, dass sie einen Frequenzbereich eines auf oder in dem Probanden S vorhandenen Erregers durch Anlegen eines elektrischen Stroms an den Probanden S stimuliert, wobei die Therapievorrichtung mindestens eine medizinisches Gerät 100, wie oben beschrieben. Das Therapiegerät 1 kann eine Anzahl von Kanälen umfassen, die jeweils mindestens eine Anordnung aus einer Signalquelle 111, einer ersten Stromquelle 120 und einer zweiten Stromquelle 130 umfassen, wie oben beschrieben. Lediglich beispielhaft zeigt 4 vier Kanäle, aber diese Offenbarung ist nicht darauf beschränkt, so dass das Therapiegerät 1 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder mehr Kanäle umfassen kann.
Optional kann das Therapiegerät 1 einen Therapie-Editor umfassen, der so konfiguriert ist, dass er eine Auswahl von Teilsignalen und/oder Signalparametern zum Zusammenstellen einer Signalsequenz erstellt und/oder bereitstellt und eine auf der Grundlage der Auswahl erzeugte Signalsequenz an eine Signalquelle des medizinischen Geräts 100 liefert. Ferner können optional die ein oder mehreren Signalparameter mit Signalparameterinformationen versehen werden, die angeben, über welche Anwendungszeit die ein oder mehreren Signalparameter unverändert bleiben oder geändert werden sollen. Mit anderen Worten, das medizinische Gerät nutzt nur die Information über die Zeitdauer in Bezug auf Veränderungen oder Nichtveränderungen des einen oder der mehreren Signalparameter gemäß einer vordefinierten Funktion, anstatt auch die genauen Signalparameter für jeden Zeitpunkt anzugeben. Dieser Mechanismus kann auch als Zeitfensterkonzept bezeichnet werden, bei dem der Zeitfenster als die Zeitspanne definiert ist, in der der eine oder die mehreren Signalparameter unverändert bleiben oder gemäß einer vordefinierten Funktion geändert werden. Vorzugsweise kann das Zeitfenster auch mit einer Zeitspanne definiert oder dimensioniert werden, innerhalb derer eine Reaktion oder Antwort des Subjekts, d. h. des Körpers oder der Substanz, erwartet oder sogar erkannt werden kann, d. h. eine Reaktion oder Antwort gemessen werden kann. Das Zeitfenster kann beispielsweise eine Zeitdauer im Bereich von Millisekunden (ms) haben, ist aber nicht darauf beschränkt.
5 zeigt in einem Flussdiagramm ein Verfahren zum Betrieb des oben genannten medizinischen Geräts 100 gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen.
In einem Schritt S1 liefert die Signalquelle 110-10 ein erstes analoges Signal Sx, Sx1 mit einer ersten Phase und gleichzeitig ein zweites analoges Signal Sx, Sx2 mit einer zweiten, zur ersten Phase phasenverschobenen Phase.
In einem Schritt S2 wird die erste Stromquelle 120, die mit einem Subjekt S verbindbar oder verbunden ist und eine erste Ausgangsimpedanz aufweist, betrieben, indem das erste analoge Signal Sx, Sx1 an eine Eingangsseite der ersten Stromquelle 120 geliefert wird und basierend auf dem empfangenen ersten analoges Signal, ein elektrischer Strom als Ausgang.
In einem Schritt S3 wird die zweite Stromquelle 130, die mit dem Gegenstand S verbindbar oder verbunden ist und eine zweite Ausgangsimpedanz aufweist, die sich von der ersten Ausgangsimpedanz unterscheidet, betrieben, indem das zweite analoge Signal Sx, Sx2 an eine Eingangsseite der zweiten Stromquelle 130 geliefert wird und basierend auf dem empfangenen zweiten analogen Signal Sx, Sx2 ein elektrischer Strom als Ausgang erzeugt wird.
Optional wird die erste und/oder zweite Impedanz durch Einstellen des obigen Widerstandswerts des mindestens einen Widerstands der Widerstandsbrücke 120-2, 130-2 der der ersten und/oder zweiten Stromquelle 120, 130, um die Widerstandsbrücke 120-2, 130-2 unsymmetrisch zu machen.
Optional kann das Verfahren ferner das Anschließen einer Erfassungseinheit an eine Ausgangsseite einer der Stromquellen 120, 130 als einen ersten Eingang und das Anschließen zum Empfangen des entsprechenden analogen Signals als einen zweiten Eingang und das Deaktivieren zumindest der Signalquelle 110-10 durch das Steuergerät 110 umfassen, wenn sich ein Wert der Ausgangsseite der Stromquelle 120, 130 dem entsprechenden analogen Signal über einen Schwellenwert bei einem Vergleich der beiden Eingänge nähert.
Optional kann das Verfahren ferner umfassen, dass das Steuergerät 110 eine Erfassungseinheit mit einer Ausgangsseite einer der Stromquellen 120, 130 als einem ersten Eingang verbindet und die so angeschlossen ist, dass sie das Analogsignal als zweiten Eingang empfängt; und Steuern einer Ausgangsverstärkung der Signalquelle 110-10 durch die Steuereinheit 110, wenn sich ein Wert der Ausgangsseite der Stromquelle 120, 130 dem Analogsignal bei einem Vergleich der beiden Eingänge über einen Schwellenwert nähert.
Optional kann das Verfahren ferner das selektive Verbinden von zwei Eingängen durch eine Controller 110-10 die obige Kalibrierungseinheit 110-80, die den mindestens einen Kalibrierungswiderstand 110-81 umfasst, an eine Ausgangsseite einer der ersten Stromquelle 120 und/oder der zweiten Stromquelle 130 anstelle des ersten Applikators 140 und/oder des zweiten Applikators 150; und Erzeugen eines Kalibrierungsparameters durch den Controller 110 auf der Grundlage eines an dem mindestens einen Kalibrierungswiderstand erfassten Wertes, der der Signalquelle 110-10 zur Verfügung gestellt werden soll, um das Analogsignal zu erzeugen.
Optional kann das Verfahren ferner das Erhalten eines oder mehrerer Signalparameter mindestens eines Quellensignals des entsprechenden Analogsignals durch eine Steuereinheit 110 unter Verwendung von Signalparameterinformationen, die angeben, über welche Anwendungszeit der eine oder die mehreren Signalparameter unverändert bleiben oder geändert werden sollen, und das Erzeugen des Quellensignals und/oder des Analogsignals durch die Steuereinheit 110 auf der Grundlage der Signalparameterinformationen umfassen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Computerprogramm oder Computerprogrammelement bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es konfiguriert ist, die Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen auf einem geeigneten System auszuführen.
Das Computerprogrammelement kann daher auf dem Steuergerät, z.B. einer Datenverarbeitungseinheit, gespeichert sein, die ebenfalls Teil einer Ausführungsform sein kann. Diese Datenverarbeitungseinheit kann so konfiguriert sein, dass sie die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens durchführt oder deren Durchführung veranlasst. Darüber hinaus kann sie konfiguriert sein, um die Komponenten der oben beschriebenen Vorrichtung und/oder des Systems zu betreiben. Die Recheneinheit kann so konfiguriert sein, dass sie automatisch arbeitet und/oder die Befehle eines Benutzers ausführt. Ein Computerprogramm kann in einen Arbeitsspeicher eines Datenprozessors geladen werden. Die Datenverarbeitungseinheit kann so ausgestattet sein, um das Verfahren gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen durchzuführen.
Darüber hinaus kann das Computerprogrammelement alle notwendigen Schritte bereitstellen, um den Ablauf einer beispielhaften Ausführungsform des oben beschriebenen Verfahrens zu erfüllen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein computerlesbares Medium, wie eine CD-ROM, ein USB-Stick oder dergleichen, vorgestellt, wobei auf dem computerlesbaren Medium ein Computerprogrammelement gespeichert ist, das Programmelement ist im vorangegangenen Abschnitt beschrieben.
Ein Computerprogramm kann auf einem geeigneten Medium gespeichert und/oder verbreitet werden, beispielsweise auf einem optischen Speichermedium oder einem Festkörpermedium, das zusammen mit oder als Teil anderer Hardware geliefert wird, kann aber auch in anderer Form verbreitet werden, beispielsweise über das Internet oder andere drahtgebundene oder drahtlose Telekommunikationssysteme.
Das Computerprogramm kann jedoch auch über ein Netzwerk wie das World Wide Web bereitgestellt werden und von einem solchen Netzwerk in den Arbeitsspeicher eines Datenprozessors heruntergeladen werden. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Medium zum Bereitstellen eines Computerprogrammelements zum Herunterladen bereitgestellt, wobei das Computerprogrammelement zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf verschiedene Gegenstände beschrieben werden. Der Fachmann wird jedoch aus dem Vorstehenden und der folgenden Beschreibung entnehmen, dass, sofern nicht anders mitgeteilt, neben jeder Kombination von Merkmalen, die zu einem Gegenstandstyp gehören, auch jede Kombination zwischen Merkmalen, die sich auf verschiedene Gegenstände beziehen, als mit dieser Anmeldung offenbart gilt. Jedoch sind alle Merkmale können miteinander kombiniert werden, was zu Synergieeffekten führt, die über die einfache Addition der Merkmale hinausgehen.

Claims

Medizinische Vorrichtung (100) zur Bereitstellung einer elektrischen Stimulation für ein Subjekt (S), umfassend: eine Steuerung (110), die eine Signalquelle (111) umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie ein erstes analoges Signal (Sx, Sx1) mit einer ersten Phase und gleichzeitig ein zweites analoges Signal (Sx, Sx2) mit einer zweiten Phase, die gegenüber der ersten Phase phasenverschoben ist, erzeugt; eine erste spannungsgesteuerte Stromquelle (120), die mit der Signalquelle (111) verbunden ist, um das erste analoge Signal zu empfangen und um auf der Grundlage des empfangenen ersten analogen Signals (Sx1) einen elektrischen Strom zu erzeugen, und die so konfiguriert ist, dass sie eine erste Ausgangsimpedanz bereitstellt eine zweite spannungsgesteuerte Stromquelle (130), die mit der Signalquelle (111) verbunden ist, um das zweite Analogsignal zu empfangen und auf der Grundlage des empfangenen zweiten Analogsignals (Sx2) einen elektrischen Strom zu erzeugen, und die so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Ausgangsimpedanz bereitstellt, die sich von der ersten Ausgangsimpedanz unterscheidet; einen ersten Applikator (140), der so konfiguriert ist, dass er mit dem Subjekt (S) in Kontakt gebracht wird, und der mit der ersten Stromquelle (120) verbunden ist; und einen zweiten Applikator (150), der so konfiguriert ist, dass er mit dem Subjekt (S) in Kontakt gebracht wird, und der mit der zweiten Stromquelle (130) verbunden ist.
Medizinisches Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die erste Phase und die zweite Phase der analogen Signale (Sx, Sx1, Sx2) einander entgegengesetzt sind, d.h. eine Phasenverschiebung von 180° aufweisen.
Medizinische Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Stromquelle und/oder die zweite Stromquelle einen Operationsverstärker (120-1), OPAMP, der mit der Signalquelle (110-1) verbunden ist, und eine mit dem OPAMP (120-1) verbundene Widerstandsbrücke (122) umfasst.
Medizinisches Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die zweite Ausgangsimpedanz durch Einstellen eines Widerstandswerts von mindestens einem Widerstand der Widerstandsbrücke (130-2) der zweiten Stromquelle (130) bereitgestellt wird.
Medizinische Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die ferner umfasst: eine Erfassungseinheit (160, 170), die mit einer Ausgangsseite einer der Stromquellen (120, 130) als einem ersten Eingang verbunden ist und so angeschlossen ist, dass sie das analoge Signal als einen zweiten Eingang empfängt, wobei das Steuergerät (110) ferner so konfiguriert ist, dass es zumindest die Signalquelle deaktiviert, wenn sich ein ausgangsseitiger Wert der Stromquelle bei einem Vergleich der beiden Eingänge dem Analogsignal über einen Schwellenwert nähert.
Medizinische Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die ferner umfasst: eine Erfassungseinheit (160, 170), die mit einer Ausgangsseite einer der Stromquellen verbunden ist (120, 130) als einen ersten Eingang und verbunden ist, um das analoge Signal als einen zweiten Eingang zu empfangen; wobei der Controller (110) ferner konfiguriert ist, um eine Ausgangsverstärkung der Signalquelle (111) zu steuern, wenn sich ein ausgangsseitiger Wert der Stromquelle (120, 130) bei einem Vergleich der beiden Eingänge dem Analogsignal über einen Schwellenwert nähert.
Medizinische Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (110) ferner umfasst: eine Kalibrierungseinheit (180), die mindestens einen Kalibrierungswiderstand (181) umfasst und selektiv mit einer Ausgangsseite der ersten Stromquelle (120) und/oder der zweiten Stromquelle (130) anstelle des ersten Applikators (140) und/oder des zweiten Applikators (150) verbunden werden kann, wobei die Steuerung (110) ferner so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage eines an dem mindestens einen Kalibrierungswiderstand (181) erfassten Wertes einen Kalibrierungsparameter erzeugt, der der Signalquelle (111) zugeführt werden soll, um das Analogsignal (Sx) zu erzeugen.
Medizinische Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (110) umfasst ferner: einen Signalgenerator (112), der mit der Signalquelle (111) verbunden und so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Quellensignal des ersten und/oder zweiten Analogsignals auf der Grundlage eines oder mehrerer Signalparameter bereitstellt, die das entsprechende Analogsignal beschreiben, das von der Signalquelle (111) ausgegeben werden soll.
Medizinische Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei der Controller (110) ferner so konfiguriert ist, dass er den einen oder die mehreren Signalparameter bereitstellt, so dass die Signalparameter bereitgestellt werden mit Signalparameterinformationen, die angeben, über welche Anwendungszeit die ein oder mehreren Signalparameter unverändert bleiben oder geändert werden sollen.
Medizinische Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: mindestens eine Messeinheit (190), die mit dem Subjekt (S) verbunden werden kann und so konfiguriert ist, dass sie ein oder mehrere Messsignale empfängt, die der Impedanz des Subjekts (S) zugeordnet sind, wobei die Steuereinheit (110) ferner so konfiguriert ist, dass sie die Signalquelle (111) und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle (120, 130) basierend auf der gemessenen Impedanz steuert.
Medizinische Vorrichtung (100) nach Anspruch 8 oder 9 und Anspruch 10, die ferner Folgendes umfasst: einen ersten Taktgeber (100-23), der mit einem oder mehreren Signalparametern verknüpft ist; und einen zweiten Taktgeber (100-93), der mit den Messsignalen verknüpft ist, die Impedanz des Probanden (S); wobei die Steuereinheit (110) ferner so konfiguriert ist, dass sie den ersten Takt (100-23) und den zweiten Takt (100-93) synchronisiert.
Medizinische Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die ferner umfasst: mindestens eine elektrische Ladungsbestimmungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine, vorzugsweise kumulierte, elektrische Ladung bestimmt, die an das Subjekt (S) anzulegen oder anzulegen ist, wobei die Steuerung (110) ferner so konfiguriert ist, dass sie die Signalquelle (110-10) und/oder die erste und/oder zweite Stromquelle (120, 130) basierend auf der bestimmten elektrischen Ladung steuert.
Therapie- und/oder Diagnosevorrichtung (1), die so konfiguriert ist, dass sie einen Frequenzbereich eines auf oder in einem Subjekt (S) vorhandenen Pathogens durch Anlegen eines elektrischen Stroms an das Subjekt (S) stimuliert, wobei die Therapievorrichtung eine medizinische Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Therapie- und/oder Diagnosegerät nach Anspruch 13, wobei das Therapiegerät (1) umfasst eine Anzahl von Kanälen, die jeweils mindestens eine Anordnung aus einer Signalquelle (111), einer ersten Stromquelle (120) und einer zweiten Stromquelle (130) umfassen.
Therapie- und/oder Diagnosegerät nach Anspruch 13 oder 14, ferner umfassend: einen Therapie-Editor, der so konfiguriert ist, dass er eine Auswahl von Teilsignalen und/oder Signalparametern zum Zusammenstellen einer Signalsequenz bereitstellt und eine auf der Grundlage der Auswahl erzeugte Signalsequenz an eine Signalquelle (111) des medizinischen Geräts (100) liefert.
Computerprogrammelement, das, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, so konfiguriert ist, dass es eine medizinische Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 steuert und/oder ein Therapiegerät nach einem der Ansprüche 14 und 15 steuert.