DE2143562B2

DE2143562B2 - Einrichtung zur erzeugung von interferenzstroemen an einer waehlbaren stelle eines koerpers

Info

Publication number: DE2143562B2
Application number: DE19712143562
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-09-08
Filing date: 1971-08-31
Publication date: 1977-04-28
Also published as: DE2143562C3; DE2143562A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung jn Interferenzströmen an einer wählbaren Stelle eines örpers, insbesondere zur Elektrotherapie des menschten Körpers, mittels zwei voneinander verschiedenen nnuls- oder Wechselströmen, die derart zwei am Körper angeschlossenen Elektrodenpaaren zugeführt sind, daß sich die zwischen den Elektroden eines jeden Elektrodenpaares ausbildenden Stromwege an der wählbaren Stelle kreuzen.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Behandlungsmethode, weiche auch als Interferenzstromtherapie bezeichnet wird, liegt besonders darin, daß an der Übergangsstelle Haut-Elektrode ein kleiner Strom und tin Strom höherer Frequenz zur Wirkung kommen kann, der keinen Hautreiz hervorruft, hingegen an der Kreuzungsstelle der beiden Stromwege entsprechend der Überlagerung der beiden Ströme ein relativ großer Interferenzstrom mit einer kleinen Frequenz, welche der Frequenzdifferenz der beiden Ströme entspricht, erhalten werden kann.

Ein weiterer Vorteil dieser Behandlungsmethode besteht darin, daß durch entsprechende Anordnung der Elektroden die Stelle, an der die Überlagerung stattfindet, genau festgelegt werden kann, und diese Stelle in tief unter der Haut liegenden Bereichen des zu behandelnden Körpers liegen kann. Die Interferenzstromtherapie hat sich bei der Schmerzbekämpfung, der Muskelgymnastik, der Behandlung von Gelenkserkrankungen, bei Neuralgien sowie zur Schlaf- und Kreislauftherapie und zur Behandlung verschiedener Entzündungszustände bewährt.

Bei bekannten Einrichtungen der oben angeführten Art (DT-AS 1109 280, OE-PS 2 03 147 und OE-PS 1 9! 082) werden zwei aufbaumäßig voneinander getrennte Oszillatoren, deren Frequenzen einen geringen Frequenzunterschied aufweisen, zur Erzeugung der beiden Grundschwingungen verwendet Die benötigten Frequenzunterschiede der beiden Grundschwingungen sind sehr klein und liegen etwa zwischen 0,5 bis 20 Hz. Bei einer üblichen Oszillatorfrequenz von 5000 Hz entspricht jedoch 1 Hz einer Frequenztoleranz von 0,02%, also einer Genauigkeit, die kaum zu erreichen ist, da sich die Oszillatoren gegenseitig beeinflussen und sich deren Frequenzen bei zu geringem Unterschied angleichen. Da die Frequenz mindestens eines Oszillators steuerbar sein muß, sind diese Genauigkeiten auch nicht durch Verwendung von Quarzoszillatoren erreichbar. Ferner können bei den bekannten Einrichtungen nur sinusförmige Interferenzströme erhalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur Erzeugung von Interferenzströmen zu schaffen, die es ermöglicht, Interferenzströme beliebiger Kurvenform und Frequenz zu erzeugen, v/elche also die oben angeführten Nachteile nicht aufweist und welche einen einfachen Aufbau besitzt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zwei Ströme von einem einzigen Oszillator erzeugt und frequenzgleich sind, und daß mindestens einer der jedem Elektrodenpaar zugeordneten Ausgänge der Einrichtung einen durch einen Phasenschieber in seinem Phasenwinkel rhythmisch veränderbaren Strom abgibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Oszillator einen Rechtecksoszillator auf, dessen Ausgang einerseits über einen Endverstärker und gegebenenfalls über eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Kurvenform der vom Rechteckgenerator erzeugten Ströme an ein erstes Elektrodenpaar und andererseits über ein Differenzierglied an einen von einer niederfrequenten Steuerspannungsquelle in seiner Impulsbreite gesteuerten rrtonostabilen Multivibrator angeschlossen ist, wobei diesem monostabilen Multivibrator ein weiteres Differenzierglied nachgeschaltet ist, welches mittels einer differenzierten Flanke der im

ihrt monostabilen Multivibrator erzeugten Schwingung

den einen weiteren monostabilen Multivibrator ansteuert,

der welcher über einen weiteren Endverstärker und

gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Beeinflussung der ide, Kurvenform der vom Rechteckgenerator erzeugten

net Ströme an ein zweites Elektrodenpaar angeschlossen

;IIe ist. Da im ersten monostabilen Multivibrator die

om Impulsbreite durch eine niederfrequente Steuerspanier ! nungsquelle beeinflußt wird, wird der erzeugte Impuls eu- j im Rhythmus dieser Steuerspannungsquelle breiter und ler schmaler. Die zweite Flanke der in diesem monostabilen

Jer Multivibrator erzeugten Schwingung ändert daher ihre

•he Phasenlage gegenüber der Grundschwingung rhyth-

ht, misch in der Frequenz der steuernden niederfrequenten

j Steuerspannungsquelle. Durch Differenzierung dieser is

de zweiten Flanke und Ansteuerung eines weiteren

er monostabilen Schwingungserzeugers, der als monosta-

ig biler Multivibrator auch eine sinusförmige Kurve

se erzeugen kann, wird erreicht, ciß dieser zweite

zu zwangsläufig gesteuerte Multivibrator eine Schwingung

z- erzeugt, die rhythmisch gegenüber der ersten im

tr Rechteckgenerator erzeugten Schwingung phasenver-

i- schoben ist. Die Phasenverschiebung kann hierbei

f- zwischen 5 und 355 Grad verändert werden. Die

1- ^! Frequenzen der beiden Ausgangsströme sind gleich,

wobei die Phasenlage des zweiten Ausgangsstromes η jedoch gegen den ersten variabel ist. Werden nun in

S einem Kreuzungspunkt beide Frequenzen zur Interfe-

r renz gebracht, so ergibt sich eine Interferenzschwingung in der Frequenz, mit der die Phasenlage r zueinander variiert. Die Hüllkurve der Interferenz-

i schwingung kann daher bei wechselstrommäßiger

ι Zuführung jede beliebige Kurvenform aufweisen, wobei

diese Kurvenform durch die niederfrequente Steuer-'. Spannungsquelle bestimmt wird. Verändert diese nieder-

1 frequente Steuerspannungsquelle die Impulsbreite des

ersten moiiostabilen Multivibrators rechteckförmig, so I entsteht eine Rechteckinterferenzschwingung. Erzeugt

: die Niederfrequenzsteuerspannungsquelle eine Sinusschwingung, so ist die Interferenzkurve sinusförmig.

Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung besitzen die beiden Endverstärker einen Ausgang für Wechselspannung und einen Ausgang für Spannungsimpulse. Ferner können die beiden Vorrichtungen zur Beeinflussung der Kurvenform der vom Rechteckgenerator erzeugten Ströme ausgeschaltet werden. Hierdurch wird erreicht, daß man vom Impulsausgang einen Rechteckimpuls erhält, der, zur Interferenz gebracht, zwei Variationen ermöglicht. Einmal besteht die Möglichkeit, die Impulse gegenpolig zur Interferenz zu bringen. In diesem Falle heben sich die Impulse bei Impuls-Phasengleichheit auf, während bei einer Phasenverschiebung eine Wechselspannung entsteht. Bringt man die Impulse gleichpolig zur Interferenz, dann entstehen bei Impuls-Phasengleichheit Impulse mit der Grundfrequenz, und bei einer Phasenverschiebung von 180° eine Gleichspannung. Durch diese Maßnahme ist es daher möglich, in der Tiefe des Gewebes eine Gleichspannung hervorzurufen, obwohl Impulse mit einer relativ hohen Frequenz zugeführt werden.

Eine weitere Ausfiihrungsform der Erfindung besteht darin, daß außer dem an den Rechteckgenerator angeschlossenen Endverstärker an den Rechteckoszillator mehr als zwei monostiibilc Mtiltivibratoren, denen jeweils ein Differenz'erglied vorgeschaltet ist. ange- <>5 schlossen sind, wobei die Impulsbreite des ersten monostabilen Multivibrators von einer niederfrequenten Steuerspiinnungsqueile gesteuert ist und jedem weiteren monostabilen Multivibrator eine Endstufe mit Patientenausgang zugeordnet ist Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß drei oder mehrere Endverstärker und damit drei oder mehrere Patientenstromkreise angeschlossen werden können. Der erste Patientenkreis nimmt direkt die Grundfrequenz des Rechteckgenerators ab, der zweite und der dritte jeweils von einem monostabilen Multivibrator. Durch entsprechende Einstellung der Grundimpulsbreite und damit der Phasenlagen des ersten monostabilen Multivibrators, kann im Interferenzpunkt eine Stromvervielfachur.g bei Wechselstrominterferenz erzielt werden, bzw. kann der Interferenzpunkt genauer festgelegt werden. Der große Vorteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß nur ein Oszillator vorhanden ist, der frequenzbestimmend ist, wobei dieser Oszillator in seiner Frequenzkonstanz nicht kritisch ist. Es ist daher möglich, die Interferenzfrequenz beliebig klein zu machen. Durch die Verwendung von Impulsen gleicher Polarität mit gleicher AmpJitudenbreite und gleicher Pausenbreite ist es außerdem möglich, am Interferenzpunkt Gleichspannungen hervorzurufen. Durch eine mehrphasige Anordnung ist es möglich, genauere Projezierungen der Interferenzpunkte durchzuführen und die Energie im Interferenzpunkt gegenüber den zuführenden Elektroden weiter zu vergrößern.

Die Erfindung wird nun näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Teil eines menschlichen Körpers, an dem zwei Elektrodenpaare von der Einrichtung zur Erzeugung von Interferenzströmen angelegt sind,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform dieser Einrichtung und

Fig. 3 ein Schaltbild der Ausführungsform gemäß F i g. 2.

Nach F i g. 1 weist die Einrichtung zur Erzeugung von Interferenzströmen 1 zwei Patientenausgänge auf, welche durch die Klemmen 2, 3 bzw. 4, 5 gebildet werden und mittels Elektroden 6, 7 bzw. 8, 9 an den zu behandelnden Teil 10 des menschlichen Körpers angeschlossen sind. Werden nun den Elektroden 6,7 und 8, 9 Impuls- oder Wechselströme mit zueinander verschobener Phase zugeführt, so erhält man an der Kreuzungsstelle 13 der beiden Strompfade 11 und 12 einen Interferenzstrom. Die gewünschte Lage und Tiefe der Kreuzungsstelle 13 am Teil 10 kann durch entsprechende Anordnung der Elektroden 6 bis 9 eingestellt werden.

In dem Blockschaltbild der Fig. 2 sind auch jeweils die zugehörigen Stromformen eingezeichnet. Mit 14 ist ein Rechteckgenerator bezeichnet, von dem über ein Differenzierglied 15 aus der ansteigenden Flanke des Rechteckimpulses des Generators 14 ein Impuls erzeugt wird. Dieser Impuls steuert einen monostabilen Multivibrator 16 an, dessen Impulsbreite von einer niederfrequenten Steuerspannungsquelle 17 gesteuert wird. Aus der zweiten Flanke der im Multivibrator 16 erzeugten Schwingung wird durch ein Differenzierglied 18 ein neuer Impuls erzeugt, der einen monostabilen Multivibrator 19 ansteuert. Die Impulsbreite des Multivibrators 19 ist hierbei so eingestellt, daß Pause und Impulsdauer gleich groß sind (Tastverhältnis 1). Von diesem Multivibrator 19 wird mit einem Endverstärker 2! und mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Kurvenform der vom Rechteckgenerator erzeugten Ströme der Patientenstrom gewonnen. Am Rechteck generator 14 ist ein weiterer Endverstärker 20 mit einer

IO

20

Vorrichtung zur Beeinflussung der Kurvenform der vom Rechteckgenerator erzeugten Ströme angeschlossen, welcher ebenfalls einen Patientenstrom liefert. Diese beiden Patientenströme sind nun um den Betrag der Impulsbreite des monostabilen Multivibrators 16 phasenverschoben.

In F i g. 3 ist eine detaillierte Schaltung der in F ι g. 2 gezeigten Ausführungsform dargestellt, wobei für einander entsprechende Schaltungseinheiten die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Da die verwendeten Schaltungseinheiten allgemein bekannt sind, wird auf deren Aufbau nicht näher eingegangen.

Der Rechteckgenerator 14 ist als selbstschwingender Multivibrator ausgebildet, welcher über einen Koppelkondensator 33 an das Differenzierglied 15 angeschlossen ist. Das Differenzierglied 15 ist über eine Diodenankopphing 22 zur Unterdrückung der Impulse der zweiten Flanke der vom Differenzierglied 15 gelieferten Impulse mit dem monostabilen Multivibrator 16 verbunden. Der monostabile Multivibrator 16 wird über den Verstärker 23 und die als Wienbrückengenerator 17 ausgeführte niederfrequente Steuerspannungsquelle in seiner Impulsbreite beeinflußt. Die Frequenz des Wienbrückengenerators 17 kann durch die Regelwiderstände 31 eingestellt werden. Ferner _ZJ kann die Kurvenform der vom Wienbrückengenerator erzeugten Schwingung durch Reglerwiderstände (nicht gezeigt) in bekannter Weise eingestellt werden.

Die Beeinflussung der Impulsbreite kann sowohl kollektorseitig, wie auch basisseitig am Multivibrator 16 erfolgen. Aus Stabilitätsgründen wurde die kollektorseitige Beeinflussung der Spannung vorgezogen. Die im monostabilen Multivibrator 16 erzeugten Rechteckimpulse werden durch v. s Differenzierglied 18 differenziert und über eine Diodenankopplung 24, welche die ansteigende Impulsflanke unterdrückt, an den monostabilen Multivibrator 19 angeschlossen. Dieser Multivibrator ist so eingestellt, daß die Impuls- und Pausenbreite der erzeugten Impulse gleich groß ist. Die Phasenlage dieser Rechteckirnpulse variiert daher rhythmisch gegenüber den vom astabilen Multivibrator direkt erzeugten Rechtecksignalen. Da der monostabile Multivibrator 19 vom astabilen Multivibrator aus zwangsgesteuert ist, sind Mitzieherscheinungen bzw. Frequenzverwerfungen auch bei stationärer Phasenver-Schiebung nicht möglich. Vom monostabilen Multivibrator 19 wird die Rechteckschwingung einer Treiberstufe 25 zugeführt und dann in der Endstufe 21 leistungsverstärkt. Durch entsprechende Dimensionierung der Schaltelemente der Treiberstufe 25 und der Endstufe 21 können die Rechteckimpulse in Sinusschwingungen umgewandelt werden. Der Endverstärker 21 ist über eine Transformatorkopplung an das erste Patientenausgangsklemmenpaar 4,5 angeschlossen.

Die Rechteckimpulse des astabilen Multivibrators 14 werden ferner über einen Kondensator 26 über eine Treiberstufe 27 an den Endverstärker 20 angekoppelt. Durch entsprechende Bemessung der Schaltelemente der Treiberstufe 27 und des Endverstärkers 20 können die Rechteckimpulse in Sinusschwingungen umgewandelt werden. Der Endverstärker 20 ist über eine Transformatorkopplung an das zweite Patientenausgangsklemmenpaar 2,3 angeschlossen.

Weiters ist eine Anzeigevorrichtung 28 vorgesehen. Die beiden phasenverschobenen Rechteckimpulse werden in einer Transformatorwicklung 29 überlagert, der erhaltene Interferenzstrom verstärkt und einer Anzeigelampe zugeführt, welche entsprechend der erzeugten Interferenzspannung aufleuchtet.

Die Versorgung der gesamten Schaltungsanordnung gemäß Fig.3 erfolgt über die Stromversorgung 32, welche eine Gleichrichterbrücke, Glättungskondensatoren und eine Zenerdiode zur Konstanthaltung der Spannung einschließt.

Obwohl die oben dargelegte Einrichtung nur in Anwendung auf einen elektromedizinischen Apparat beschrieben wurde, sind auch andere Anwendungen möglich. So kann etwa die dargelegte Einrichtung auch zur Erwärmung oder zum Schmelzen von Werkstücken aus Metall an einer wählbaren Stelle, etwa im Innern des Werkstückes, verwendet werden.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Nachrichten- und Meßwertübermittlung. Hierbei werden die stabilen und phasenmodulierten Schwingungen über 2 unabhängige Nachrichtenwege übermittelt und im Empfänger zur Interferenz gebracht. Hierdurch ist der Moduiationswert als amplitudenmodulierter Wert im Empfänger verfügbar, so daß durch einfache Demodulation der Modulationswert wiedergewonnen werden kann. wobei Störungen im Nachrichtenübertragungswege — Rauschen u.dgl. — empfangsseitig durch Amplitudenbegrenzung ausgeschaltet werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung von Interferenzströmen an einer wählbaren Stelle eines Körpers, insbesondere zur Elektrotherapie des menschlichen Körpers, mittels zwei voneinander verschiedenen Impuls- oder Wechselströmen, die derart zwei am Körper angeschlossenen Elektrodenpaaren zugeführt sind, daß sich die zwischen den Elektroden eines jeden Elektrodenpaares ausbildenden Stromwege an der wählbaren Stelle kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Ströme von einem einzigen Oszillator erzeugt und frequenzgleich sind und daß mindestens einer (4,5) der jedem Elektrodenpaar (6, 7; 8, 9) zugeordneten Ausgänge (2, 3; 4, 5) der Einrichtung einen durch einen Phasenschieber (15 bis 19) in seinem Phasenwinkel rhythmisch veränderbaren Strom abgibt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator einen Rechteckgenerator (14) aufweist, dessen Ausgang einerseits über einen Endverstärker (20) und gegebenenfalls über eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Kurvenform der vom Rechteckgenerator erzeugten Ströme an ein erstes Elektrodenpaar (2, 3) und andererseits über ein Differenzierglied (15) an einen von einer niederfrequenten Steuerspannungsquelle (17) in seiner Impulsbreite gesteuerten monostabilen Multivibrator (16) angeschlossen ist, wobei diesem monostabilen Multivibrator (16) ein weiteres Differenzierglied (18) nachgeschaltet ist, welches mittels einer differenzierten Flanke der im monostabilen Multivibrator (16) erzeugten Schwingung einen weiteren monostabilen Multivibrator (19) ansteuert, welcher über einen weiteren Endverstärker (21) und gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Kurvenform der vom Rechteckgenerator erzeugten Ströme an ein zweites Elektrodenpaar (4,

5) angeschlossen ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endverstärker (20,21) einen Ausgang für Wechselspannung und einen Ausgang für Spannungsimpulse besitzen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Beeinflussung der Kurvenform der vom Rechteckgenerator erzeugten Ströme ausschaltbar sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem an den Rechteckgenerator (14) angeschlossenen Endverstärker (20) an den Rechteckoszillator (14) mehr als zwei monostabile Multivibratoren, denen jeweils ein Differenzierglied vorgeschaltet ist, angeschlossen sind, wobei die Impulsbreite des ersten monostabilen Multivibrators SS von einer niederfrequenten Steuerspannungsquelle gesteuert ist und jedem weiteren monostabilen Multivibrator eine Endstufe mit Patientenausganp zugeordnet ist.

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