DE2339648C3

DE2339648C3 - Anästhesiegerät zur Behandlung der Zähne

Info

Publication number: DE2339648C3
Application number: DE2339648A
Authority: DE
Inventors: Roderich 8071 Lenting Hoerauf
Original assignee: TREBBIN PETER 8833 EICHSTAETT
Current assignee: TREBBIN PETER 8833 EICHSTAETT
Priority date: 1973-08-04
Filing date: 1973-08-04
Publication date: 1979-09-13
Also published as: JPS5525860B2; BR7406395D0; DE2339648A1; DE2339648B2; CA1049617A; US3955583A; JPS5054192A

Description

Die Erfindung betrifft ein Anästhesiegerat zur Behandlung der /.ahne, bei dem ein konstanter, elektrischer Strom den /υ behandelnden Zahn durchfließt, wobei nach vorbestimmten Zeitabschnitten jeweils Umpolungen der Stromrichtung eintreten. Bei der Anwendung des Gerätes wird der zu behandelnde Zahn zur Übersteuerung des schmerzauslösenden negativen Potentials, welches bei der Verletzung der Nervenrezeptoren auftritt, von einem entgegenwirkenden Konstantstrom durchflossen und die Stromrichtung in vorbestimmten Zeitabschnitten umgekehrt. Ein solches Anästhesiegerät wird als bekannt vorausgesetzt.

Darüber hinaus ist ein Reizstrom-Therapiegerät bekannt (DE-AS 15 39 722), das jedoch nur zur Therapie des Körpers eines Patienten eingesetzt wird. Die Strom dosierung erfolgt nach subjektiver Empfindlichkeit des Patienten. Bei Änderung der Empfindlichkeit oder bei Schmerzempfinden wird von Hand nachgeregelt. Ein Betäuben der Nerven ist mit dem bekannten Gerät nicht vorgesehen. Darüber hinaus erfolgt die Umpolung des Stromflusses am Patienten im spannungslosen Zustand. Der Abbau und der erneute Aufbau der Spannung benötigen erhebliche Zeit, so daß dieses Zeitintervall unbrauchbar für den Anästhesiezustand ist, weii mit langsam endender Spannung die Blockade des jeweils behandelten Nervenstranges abgebaut wird. Die Zeitspanne für die negative und die positive Strombelastung ist bei dem Therapiegerät durch die eingebaute Schaltuhr gleich groß, so daß keir.e schmerzlose Anästhesie erreicht werden kann.

Fs ist ferner ein Anästhesiegerät für Zähne bekannt, bei dem die Stromquelle eine Batterie oder ein Wechselstromnetz sein kann (US-PS 28 66 461). Ibt die Stromquelle das Wechselstromnetz, so dient ein Gleichrichter zur Glättung des Stromes. Über eine eine Röhre enthaltende Schaltungsanordnung wird die Stromstärke konstant gehalten. Bei diesem Gerät ist jedoch weder eine Umpolung der .Stromrichtung, noch eine Bemessung der Einwirkdauer vorgesehen, so daß aufgrund neuerer Erkenntnisse eine wirkungsvolle Anästhesie nicht zu erzielen ist.

In der FR-PS 21 53 191 ist iin Eltktro-Anästhesiegerät für Zahnbehandlungen beschrieben, das im wesentlichen nur aus einer Stromquelle, einem Verstärker und einem Umpolschalter mit Handbetätigung besteht. Zusätzlich ist noch eine eine Stabilisierung des Stromes bewirkende Rückkoppelung von einem Potentiometer zu dem Verstärker vorgesehen. Ein selbsttätiges Umpolen ist bei diesem Gerät nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Anästhesiegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden. daß es sowohl die Stromrichtung selbsttätig umpolt als auch für die beiden .Stromrichtungen selbsttätig verschiedene Zeitintervalle und verschiedene, konstant gehaltene Stromstärken einstellt, um eine andauernde Schmerzbefreiung bei der Zahnbehandlung zu erreichen. Dabei soll das Gerät einen einfachen Aufbau haben und eine funktionssichere Arbeitsweise zeigen.

Diese Aufgabe wird bei einem wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gerät erfindungsgemäß dadurch gelöst, wie dies im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben ist. Ein derartiger Zeitgeber läßt sich cinafach und mit geringem Aufwand an Bauteilen herstellen. Ein die Stromrichtung umkehrender Schalter ergibt als mechanisch arbeitendes Bauteil hohe Zuverlässigkeit, wobei die Umschaltung in Abständen von jeweils JO see. sicher beherrscht wird. /wei getrennte Stromstabilisicrungsschaltungen fiir jede der beiden Stromflußrichtungen stellen optimale Sicherheit gegenüber überhöhter Stromstärke dar. Als Ausführungsvariante soll auch die Möglichkeit erwähn!

sein, daß das vorgegebene Zeitintervall auch bei kurzzeitigem Absetzen des Gerätes vom Zahn beibehalten wird, d. h. die Teilzeiten werden im Gerät bei jedem Absetzen gespeichert Als Zeitgeber ist ein zweistufiger Transistor-Schaltverstärker vorgesehen, der ein den Umschalter für die Stromflußrichtung betätigendes Relais umfaßt Diese Art Transistor-Schaltverstärker sind wegen ihrer zuverlässigen Wirkungsweise bei hoher Lebensdauer besonders geeignet und lassen sich aus handelsüblichen Bauteilen fertigen. Durch diesen Aufbau ist es möglich, dem Gerät einen dem Schmerz entgegenwirkenden Strom zu entnehmen, der in seiner Zeitdauer und Stärke etwa dem 3- bis 20fachen Wert des in umgekehrter Richtung fließenden Stromes entspricht Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß mit der Schaltung die Stromflußrichtungen sowie die jeweils vorgesehene Zeitdauer selbsttätig elektronsich gesteuert werden. Somit ist es nicht erforderlich, Einstellungen und Bedienungen von Hand durchzuführen. Das Gerät arbeitet so, daß bei Stromfluß ein Kondensator geladen wird. Sobald er voii ist, erfolgt die Umpolung. Beim Absetzen des Geräts vom Zahn fließt Ladung vom Kondensator ab, somit wird die Zeiteinheit verlängert und es ergibt sich ein neues Zeitintervall. Der Abfluß der Ladung hängt im wesentlichen von der Ladungsstärke und der Unterbrechungszeit ab.

Die Stromstabilisierungsschaltungen sind als transistorgeregelte Konstantstromquellen mit je einem geregelten Durchlaßtransistor und einem an eine Referenzspannung gelegten Regelverstärker ausgebildet. Sie gestatten die Ausregelung kleinster Lastschwankungen in sehr kurzer Zeit, so daß der benötigte konstante Strom stets gewährleistet ist. Hierbei hat es sich gezeigt daß eine Stromflußdauer von 30 see und eine konstante Stromstärke zwischen 15 und 50 μΑ für den dem negativen schmerzauslösenden Potential entgegenwirkenden Stromfluß einem umgekehrten Stromfluß einer Zeitdauer von 2 see. und mit einer konstanten Stromstärke zwischen 3 und 30 μΑ vorteilhaft ist. Es läßt sich also die Stärke des in beiden Richtungen fließenden Stromes wahlweise einstellen, so daß man innerhalb der oben angegebenen Verhältnisse eine gewisse Variationsbreite hat. Es können somit individuell optimale Werte eingestel)' werden.

Weiterhin ist nach der Erfindung vorgesehen, daß zwischen den Stromstabilisierungsschaltungen und dem zu behandelnden Zahn eine den Strom überwachende Anzeigevorrichtung und ein die Zeitspannen der verschieden gerichteten Ströme überwachender optischer Anzeiger angeordnet sind. Diese Überwachungsinstrumente dienen der Funktionsprüfung und der Feststellung etwaiger Störungen. Damit ist die Betriebssicherheit des Gerätes immer kontrollierbar.

Ferner ist nach der Erfindung den beiden Stromstabilisierungsschaltungen eine netzunabhängige Spannungsquelle vorgeschaltet, an der mittels eines mehrpoligen Umschalters vorgegebene Potentiale abgreifbar sind. Die Spannungsquclle kann z. B. eine Batterie sein, so daß das Gerät transportabel ist und unabhängig von Netzspannungsschwankungen zuverlässig arbeitet. Es ist dabei daran gedaehl, düü zur selbsttätigen Umschaltung des mehrpoligen Umschalters bei einer Wider Standsänderung des zu behandelnden Zahnes der Umschalter mit einen über den Widerstand des Zahnes gesteuerten elektrischen Schalter in Wirkverbindung steht. Dabei wirkt sich der Stromabfall bei angestiegenem Widerstand des Zahnes nach einem vorgegebenen Zeitintervall auf den elektrischen Schaller aus und schaltet das nächsthöhere Potential ein, wobei jeweils vom niedrigsten Potential begonnen wird.

Weitere Erläuterungen zur Erfindung gehen aus der anhand der Zeichnung gegebenen Beschreibung hervor. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Anästhesiegeräts nach der Erfindung und

F i g. 2 ein Einzelschaltbild des Gerätes nach F i g. 1.

to Das Anästhesiegerät nach Fig. 1 umfaßt eine Spannungsquelle 1, an der drei Ausgangsklemmen 2,3,4 für positives Potential und eine Ausgangsklemme 5 für negatives Potential vorhanden sind. Mittels eines Schalters 6 können an den positiven Ausgangsklemmen 2, 3, 4 wahlweise drei verschiedene Spannungen, nämlich 15 V, 18 V und 21 V abgegriffen werden. Über den Schalter 6 und die Leitung 7 gelangt die abgegriffene Spannung an zwei Stromstabilisierungsschaltungeri 8 und 9. Die Ausgänge 10, 11 der Stromstabilisierungsschaltungen 8 :. Ά 9 sind an einen doppeipoiigen Umschalter Sgeiegi. ί>ι υ -r dargcsieiitcii Schalterposition ist der Ausgang 11 der Stromstabilisierungsschaltung 9 über eine Leitung 12, Kontakte 13, 14 und eine Leitung 15 mit dem zu behandelnden Zahn verbup.Jen, der in Form eines Widerstandes 16 dargestellt ist. Eine Leitung 17 schließt den Stromkreis über die Kontakte 18, 19 des doppeipoiigen Umschalters 5 und die Leitung 20 zur negativen Anschlußklemme 5 der Spannungsquelle 1.

JO Der Kontakt 21 des doppeipoiigen Umschalters S ist über eine Leitung 22 mit dem Ausgang 10 der zweiten Stromstabilisierungsschaltung 8 verbunden, während der Kontakt 23 des Umschalters 5über eine Leitung 24 und die Leitung 20 an der negativen Anschlußklemme 5 der Spannungsquelle 1 liegt.

Wenn die Stromrichtung durch den zu behandelnden Zahn 16 umgekehrt werden soll, wird der Umschalter S betätigt, so daß die Leitung 15 negatives Potenzial und die Leitung 17 positives Potential führt. Das Umlegen des Schalters S geschieht durch ein Relais 25, welches du.ch einen Zeitgeber 26 gesteuert wird. Der Zeitgel er 26 steuert das Relais 25 und den doppeipoiigen Umschalter 5, wie unten noch näher erläutert wird, derart, daß sich der Umschalter S eine vorbestimmte

·»"> Zeitspanne von z. B. 30 see in der einen Schalterstellung und eine kürzere Zeitspanne von z. B. 2 see. in der anderen Schalterstellung befindet.

Der Zeitgeber 26 kann durch eine bei Knopfbetätigung einsetzende Zeiteinschaltung 27 in Funktion

ίο gesetzt werden.

Die Funktionsweise des Anästhesiegeräts wird nun anhand der F i g. 2 näher erläutert:

Zi".(ä:hst soll die Wirkungsweise der Stromstabilisierungsschaltungen 8 und 9 erläutert werden, die sich lediglich in der Dimensionierung ihrer einzelnen Bauteile, z. B. R] und Ri, unterscheiden, um unterschiedliche Stromstärken entnehmen zu können. Es wird daher nur die Funktion einer Stromstabilisierungsschaltung 8 erläutert. Sie besteht aus einer Kombination

• komplementärer Transistoren 7Ί und Tl. γόη denen der pnp-Transistor 7Ί als geregelter Durrhli-ßtransistor. d. h. als geregelter Längswiderstand geschaltet ist, v/ährend der npn-Transistor T2 den Regelverstärkcr darstellt. Der Emitter von Tl ist über Widerstände R ι.

■ ' K] mit der positives Potential führenden Leitung 7 verbunden, während der Kollektor als Ausgangselektrode dient und an den Ausgang 10 der Stabilisierungsschaltung 8 gelegt ist. Dor Kollektor von T2 liegt über

Widerstände /A. Kh ebenfalls am positiven Potential tier Leitung 7. Sein Kmilter liegt über /^₄ an der negativen Potentialleitiing 20. Die Basis von 72 ist einerseits über eine Zcnerdiode 7 mit dem negativen Potential der Leitung 20 und andererseits über einen Widerstand Wi mit dem positiven Potential tier Leitung 7 verbunden.

Wenn sich tier durch den Durehlaßtransistor 7 1 fließende Strom infolge einer Änderung des Zahnwiderstandes (Änderung der Übergangswiderstand!: am Anschluß oder Behandlung von Zähnen mit unter sehiedlichen Widerständen, wie Backen-, Schneidezähne usw.) ebenfalls zu ändern sucht, ergibt sich ein tier .Stromänderung proportionaler Spannungsabfall am Lmittcrwidcrstantl Wi, Kj. Über Wi wird die veränderte Lingangsspannung mit einer Referenzspannung verglichen, die an der zwischen tue Basis des Regelverstärkers 7 2 und die negative Potentialleitiing 20 geschalteten /.'.•ncrdi'.)'.!': 7. abfüllt. Die verändor'.e Differenz der Referenzspannung der Lingangsspannung bewirk! einen Kollektorstrom des Regeltransistors 7 2. der gleichzeitig der Basisslrom des Diirehlaßtransistors 71 ist und den Durchlaßwiderstand von 71 steuert. Somit wird eine Stromänderung ties Lasistroms durch 7 1 sofort auskompensiert.

Der das Relais 25 zur Betätigung des Umschalters S steuernde Zeitgeber 26 isl ein zweistufiger Transistor-Schaltverstärker mit den Transistoren /'3, 7 4 und arbeitet wie folgl:

Im Ruhesland sind beide Transistoren 7 3 und 7" 4 gesperrt und das Relais 25 ist stromlos. Beim Betätigen eines Kinschslters 28 gelang! über eine Leitung 29 und einen Ladewiderstand W-. Wy positives Potential an den LadckondcnsatorJO. Nach Ablauf der mit W,- einstellbaren Ladezeitkonstante (/.. B. JO see.) ist tier Kondensator 30 aufgeladen, so daß nunmehr positives Pt)ICnIIaI über eine Diode 31 an die Basis des npn-Transistors 7^3 gelangt. Das positive Potential an tier Basis des npn-Transistors 73 bedeutet, daß tier Basis-Kmitter-I 'bergang in Durchlaßrichtung geschaltet isl, so daß 7~3 leitet. Dadurch gelangt positives Potential an die Basis des npn-Transistors Γ4. so daß auch 7"4 leitet. Nunmehr kann Strom von der Leitung 7 über einen Vorwider· stand W> durch das Relais 25 und /'4 in der Leitung 2(1 mit negativem Potential fließen, so daß das Relais 25 anzieht und den Umschalter .S'betäligt.

Wie schon erläutert, fließt nun Strom in umgekehrter Richtung durch die Leitungen 15 und 17 und den /ahn 16. Gleichzeitig betätigt das Relais 25 einen Schalter 32 tier in Reihe mit einem einstellbaren Lntladewiderstantl /An und parallel . ;im Kondensator 30 liegt. Daher beginnt jetzt tier Lntladevorgang des Kondensators 30 Wenn der Lntladevorgang so weit fortgeschritten ist tlaß tlas zuvor an der Basis de«; Transistors Γ3 liegrndt positive Potential unter den erforderlichen Schwellweri zur Öffnung des Transistors Ti abgesunken ist, sperrt 7 3. Damit ist auch kein positives Potential an der Basi« ties Transistors 7 4 vorhanden und 7"4 sperrt ebenfalls Somit ist die Verbindung ties Relais 25 mit der negativer Potentialleitung 20 unterbrochen, das Relais 25 fällt al: iirul die Ki-ruiltcr .S'iind 3? werden winder iimpelrpt. Dir /eitkonstante für diesen Vorgang wird mit Wi₀ auf z. 13 2 see. eingestellt. Nun beginnt wieder der zuvor beschriebene Ladevorgang des Kondensators 30 übet Ii7 und W«. wobei wegen tier zuvor erfolgten Umschaltung des Schalters .S" wieder Strom in der ursprünglicher Richtung durch den /ahn fließt.

Die den Schalter 28 ties Zeitgebers 26 betätigende ZeiteirischalUing 27 ist lediglich als Block dargestellt. Sit umfaßt «-^;nLMi zweistufigen Transistorverstärker, desser I-ingang über tlrei in Reihe geschaltete Dioden 33 an tlei Leitung 20 liegt. Außerdem umfaßt die Zeilenschaltung 27 ein Relais .34, das den Schalter 28 des Zeitgebers 2t betätigt.

Weiterhin zeigt F- i g. 2 noch einen Strommesser 35 ir tier Leitung 15. der zur Kontrolle des fließender Stromes dient.

Line optische Anzeigevorrichtung in l'orm einci Glimmlampe 36 zeigt die einzelnen Umschaltpcrioder an. !>cr Strommesser 35 kann auch durch Betätigung eines Schalters 37 zur Kontrolle des Gerätes in der Stromkreis zwischen die Leitungen 15 und 17 geleg werden, wenn das Gerät noch nicht an den zi behandelnden Zahn 16 angeschlossen ist.

Hierzu 2 Biaü Zeichnunuen

Claims

Patentansprüche:

t. Anästhesiegerät zur Behandlung der Zähne, bei dem ein konstanter, elektrischer Strom den zu behandelnden Zahn durchfließt, wobei nach vorbestimmten Zeitabschnitten jeweils Umpolungen der Stromrichtung eintreten, dadurch gekennzeichnet, daß ein als zweistufiger Transistor-Schaltverstärker ausgebildeter Zeitgeber (26) vorgesehen ist, der über ein Relais (25) und einen Schulter (S)d\c Umpolung der Stromrichtung bewirkt und für die beiden, in verschiedenen Richtungen fließenden Ströme voneinander abweichende Zeitspannen einstellt, und daß für jeden der beiden Ströme eine Stromsiabilisierungsschaltung (8 bzw. 9) vorgesehen ist, die zur Erzeugung unterschiedlicher Stromstärken in den beiden Stromrichtungen mit voneinander verschiedenen dimensionierten Bauteilen ausgerüstetsind.
2. Anäsihisiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal3 die eine Stromstabilisierungsschaltung (9) eine konstante Stromstärke zwischen

15 und 50 μλ, hingegen die andere Stromstabilisierungsschaltung (8) eine konstante Stromstarke zwischen 3 und 30 μ.Α bewirkt, daß der Zeitgeber (26) für den durch die Stromst<-bilisierungsschal,:ung (9) fließenden Strom eine Zeitspanne von z. E.. 30 Sekunden und für den durch die Stromsiabüisierungsschaltung (8) fließenden Strom eine Zeitspanne von z. B. 2 Sekunden einregelt, und daß die Umpolung der Stromrichtung durch den Schalter (S) nur bei geschlossenem Strcikreis über den zu behandelnden Zahn (16) "rfolgen kann.
3. Anästhesiegerät nach eine·': der Ansprüche 1 und 2,dadurch gekennzeichnet,daß die Stromstibilisierungsschaltungen (8, 9) als transistorgeregelte Konstantstromquellen mit je einem geregelten Durchlaßtransistor (Tl) und einem an einer Referenzspannung liegenden Regeltransistor |7"2) ausgelegt sind. *o
4. Anästhesiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dcii Stromstabilisierungsschaltungen (8, 9) und dem zu behandelnden Zahn (16) eine den Sirom überwachende Anzeigevorrichtung (35) und eine die Zeitspannen der verschieden gerichteten Ströme überwachende optische Anzeigevorrichtung (36) angeordnet ist.
5. Anästhesiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Stromstabilisierungsschaltungen (8, 9) eine netzunabhängige Spannungsquelle (1) vorgeschaltet ist, an der miuels eines mehrpoligen Umschalters (6) vorgegebene Potentiale abgreifbar sind.
6. Anästhesiegerät nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen Umschaltung des mehrpoligen Umschalters (6) bei einer Widerstandsänderung des zu behandelnden Zahnes (16) der Umschalter (6) mit einem über den Widerstand des Zahnes (16) gesteuerten elektrischen Schalter in ni Wirkvcrbindting steht.