DE2843724A1

DE2843724A1 - Elektrotherapie- und diagnostikgeraet mit digitaler spitzenstromanzeige

Info

Publication number: DE2843724A1
Application number: DE19782843724
Authority: DE
Inventors: Hans Rodler
Original assignee: RODLER ING HANS
Current assignee: RODLER ING HANS
Priority date: 1977-10-07
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1979-05-10
Also published as: ATA714677A; AT352261B; DE2843724C2

Description

Ing. Hans Rodler in Freilassing
Elektrotherapie- und Diagnostikgerät mit digitaler Spitzenstromanzeige.
Die Erfindung betrifft ein Therapie- und Diagnostikgerät, das über einen Konstantstromgenerator den Patientenausgang speist, wobei eine Steuerspannung, die in ihrer Kurvenform durch Umschalteinrichtungen veränderlich ist, die Höhe des Stromes am Ausgang bestimmt.
Elektrotherapiegeräte, bei denen die Einstelleinrichtung gleichzeitig als Anzeigeeinrichtung der Stromstärke dient, sind bereits bekannt.
Beim Vorschlag Bosch, OS-No. 2509926 wird über einen zusätzlichen Generator ein rechteckförmiger Impuls erzeugt, der die gleiche Amplitude wie der Behandlungsstrom hat und als Meßgrundlage dient. Der Nachteil dieser Anordnung besteht besonders darin, daß bei Ausfall des Rechteckgenerators Fehlmessungen eintreten, was aus Sicherheitsgründen als nicht zulässig erscheint.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der das die Messung bestimmende Signal gleichzeitig auch die Höhe des Ausgangsstromes bestimmt, wobei die Anzeige des Spitzenstromes in digitaler Form erfolgt und Fehlwerte sowohl eines zu niederen als auch eines zu hohen Stromes zusätzlich angezeigt und Fehler in der Konstantstromstufe auf ein für den Patienten ungefährliches Maß reduziert werden.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Gerät nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches dadurch' gelöst, daß eine vor- und rückwärtszählende digitale Zähleinrichtung einerseits eine Treppenspannung über einen Treppengenerator erzeugt und anderseits die Höhe der Spitzenstromamplitude am Patientenausgang durch einen Display darstellt, wobei die digitale Zähleinrichtung, der Display und damit die Treppenspannung mit einer Vor-und Rücktaste, die eine Rechteckimpulsserie dem Zähler zum Vor- oder Rückstellanschluß zuführt, höheren bzw.
niederen Werten zugeordnet wird, sodaß die Höhe der Treppenspannung mittels einem regelbaren Verstärker die Höhe der Steuerspannung beeinflußt und damit die Patientenspitzenstromamplitude mit dem digitalen Zähleinrichtungsdisplay übereinstimmt, wobei ein Komparator eine zu hohe positive oder negative Differenz zwischen Steuerspannung und Patientenstrom anzeigt.
Erfindungsgemäß ist der Komparator von der Differenz zwischen Steuerspannung und einer vom Ausgangsstrom gebildeten Spannung beaufschlagt, sodaß dieser über eine elektronische Weiche bei zu kleinem Ausgangsstrom im Verhältnis zur Steuerspannung die Display - Einrichtung über einen Multivibrator aus- und einschaltet und anderseits bei zu großem Ausgangsstrom im Verhältnis zur Eingangsspannung die Patientenspannung verkleinert und dies durch ein Kontrollicht anzeigt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verstärkungsregelung durch eine Additionsschaltung, die einerseits über Widerstände die Steuerspannung und anderseits über einen Widerstand die Treppenspannung einem Verstärker zuführt, sodaß am Ausgang dieses Verstärkers die Summe der Steuerspannung und der Treppenspannung aufscheint, wobei die Treppenspannung außerdem eine Gegenspannungskomponente überlagert hat, die bewirkt, daß bei minimaler Amplitude der Treppenspannung die Steuerspannung am Verstärker Null ist.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verstärkungsregelung durch einen spannungsgeregelten Verstärker.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verstärkungs#egelung über einen stromgeregelten Verstärker.
Erfindungsgemäß besteht der Treppengenerator, der Steuergenerator zur Bildung der Steuerspannung, der Komparator, die digitale Zähleinrichtung und der Impulsgenerator zur Vor- und Rückwärtszählung mit der Steuerung zur Stromstärkesteigerung und -senkung aus einem Mikroprozessor.
Der Einsatz eines Mikroprozessors für die Steuerschaltungen ergibt einerseits durch die Wahl entsprechender Programme eine größere Flexibilität und anderseits die Möglichkeit, verschiedene Stromformen durch Programme einzugeben. Außerdem kann man durch entsprechende Programme die Stromanstiegsgeschwindigkeit bei Betätigung der Stromanstiegstaste, respektive die Abfallsgeschwindigkeit bei Betätigung der Stromabfallstaste veränderlich gestalten. Die freie Programs rbarkeit erlaubt außerdem, die Überwachung des Patientenstromes verschiedenen Aufgaben anzupassen. Eine entsprechende Zeitschleife im Programm gestattet die automatische Aus-und Einschaltung des Patientenstromes nach Ablauf einer gewissen Zeit.
Ein Reizstromgerät mit den vorgenannten Merkmalen hat den Vorteil, daß es die Spitzenstromamplituden der verschiedensten Kurvenformen digital anzeigt, daß die Treppenspannung, die gleichzeitig die Höhe des Ausgangsstromes bestimmt, direkt aus dem digitalen Anzeigewert abgeleitet wird und somit digitaler Anzeigesert und Patientenstrom zwangsläufig übereinstimmen. Patientenwiderstände im Elektrodenbereich, die zu Verbrennungen führen könnten, werden angezeigt. Die Anstiegsgesch-#indigkeit und die Abfallgeschwindigkeit des Stromes sind zwangsläufig durch die Frequenz der steuernden Rechteckspannung bestimmt. Der Patientenstrom wird überwacht, sodaß selbst bei Kurzschluß des Endtransistors am Patienten keine unzulässig hohen Ströme auftreten können.
Ein weiterer Vorteil ist der einfache Anschluß von Fernsteuerungen und Zeitsteuerungen.
Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung werden an Hand einer Zeichnung näher erläutert.
Die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung bedeuten: Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Therapie- und Diagnostikgerätes, Fig. 2 zeigt das Schema einer Verstärkungsregelung durch Additionsschaltung.
Fig. 1 1 ist ein Rechteckgenerator mit der Frequenzregelung 23, mit deren Hilfe die Anstiegsgeschwindigkeit der Treppenspannung eingestellt werden kann. 2 ist die Vorwärtstaste, 3 die Rückwärtstaste, 4 ist die digitale Zähleinrichtung sorl ú - 5S für einen maximalen Ausgangsstrom von 60 mA oder von C - 1CGFJ mi.t. dem Ausgan#;sstrom von 100 mA. 5 ist der Decoder, 6 die digitale Anzeigeeinrict. 7 ist ein mit dem Zählausgang gekoppelter Treppenspannungsgenerator und 8 der Regelverstärker, der über eine Schalteinrichtun# 21 an verschiedene Steuerspannungen angeschlossen werden kann. 9, lo und 11 ist der Konstantstromgenerator, wobei über den Widerstand 12 eine Vergleichsspannung zu einem Verstärker 9 über die Leitung 13 rückgeführt wird. 14 ist der Uberwachungskomparator, wobei erfindungsgemäß auch ein Verstärker Verwendung finden kann, der an der stromabhängigen Spannung über 13 und an den Ausgang des Regelverstärkers 8 angeschlossen ist. 15 ist eine Diode, die die Amplitudenweiche für die negative Spannung für den Multivibrator 16 darstellt, wobei der Ausgang des Multivibrators 16 an den Decoder 5 angeschlossen ist und diesen im Rhythmus der Frequenz des Multivibrators 16 aus- und einschaltet.
Die Frequenz, die den Display 6 bei zu hohem Patientenwiderstand zum Blinken bringt, beträgt 0,5 - 1 sec.
17 ist die Diode für die Amplitudenweiche für die positive Spannung, die einerseits einen Leistungstransistor 18 ansteuert und bei Kurzschluß des Endtransistors 11 oder eines anderen Bauteiles 9 oder lo des Konstantstromgenerators den Transistor 18 leitend macht und damit einen Nebenschluß über die Anzeigevorrichtung 20 zum Patientenausgang 26 darstellt, sodaß über den Widerstand 19, der gleichzeitig als Siebwiderstand ausgelegt ist, ein Spannungsabfall und damit eine Spannungserniedrigung der Patientenausgangsspannung erfolgt, und zwar in dem Maße, daß für den Patienten kein gefährlicher Strom auftreten kann. 24 yst die Rechteckspannung, die wahlweise über 2 oder 3 dem Zähler 4 zugeführt wird und durch den Generator 7 die Treppenspannung 25, die wahlweise aufsteigend, gleichbleibend oder abfallend sein kann, erzeugt. Diese Treppenspannung regelt die Versturkung in 8 und vergrößert oder verkleinert hiedurch die über 21 geschalteten Eingangssteuerspannungen entsprechend d-t FiTihe der Treppenspannung, wobei die Verstärkung so eingestellt wird, daß der digitale Anzeigewert mit dem Ausgangsstromwert bei normalem Patientenwiderstand übereinstimmt. Ist daher die Vorwartstaste 2 gedrückt, steigt der Zähler 4 z.B. bis zu einem Wert 12,7. Gleichzeitig entsteht am Treppengenerator eine Treppenspannung entsprechend der Höhe von 12,7 mA. Diese Treppenspannung bleibt nach Loslassen der Taste bestehen, sodaß die eingestellte Stromstärke am Ausgang bestehen bleibt. Die vom Verstärker 8 am Ausgang gebildete Steuerspannung wird nun durch den Differenzverstärker 9 mit dem am Widerstand 12 fließenden Patientenstrom verglichen und durch hohe Verstärkung des Verstärkers 9 auf genau demselben Wert gehalten, und zwar gleichgültig, wie hoch der Patientenwiderstand ist, wobei natürlich nur innerhalb gewisser Grenzen ein Gleichgewichtszustand möglich ist.
Ist der iatientenanschluß 26 offen, dann fließt über den Transistor 11 kein Strom, damit auch nicht über den Widerstand 12, sodaß an 13 gegenüber Masse keine Spannung auftreten kann. Am Verstärker 8 tritt jedoch die volle Regelspannung auf, sodaß am zweiten Eingang des Komparators die volle Spannung auftritt und der Komparator 14 am Ausgang eine negative Spannung führt, die über die Diode 15 den Multivibrator 16 in Gang setzt und damit die Display-Einrichtung über den Decoder 5 zum Blinken bringt. Hiedurch wird einerseits angezeigt, wie hoch die eingestellte Spannung ist und anderseits durch das Blinken dokumentiert, daß der Patientenausgang 26 offen ist oder einen zu hohen Patientenwiderstand aufweist. Es sei nun der Fall angenommen, daß der Endtransistor 11 einen Kurzschluß aufweist. Am Verstärker 8 sei beispielsweise die Steuerspannung entsprechend 12,7 mA eingestellt. Am Ausgang würde jedoch in diesem Falle durch den nicht steuerbaren Transistor 11 ein wesentlich höherer Strom durch den Patienten und auch durch den Widerstand 12 fließen. Am Punkt 13 würde daher eine höhere Spannung auftreten als diese am Verstärker 8 vorhanden ist. Der Komparator 14 bekommt in diesem Fall eine positive nusgangsspannung, sodaß die Diode 17 leitend wird und den Transistor 18 durchschaltet, sodaß über die Anzeigeeinrichtung 20 und über den Siebwiderstand 19 ein Parallelstrom zum Patientenausgang fließt. Dieser Parallelstrom verkleinert den Patientenausgangsstrom.
Hiedurch wird also ein Fehler in der Konstantstromstufe, der zu hohen Patientenströmen führen würde, nicht nur durch das Lämpchen 20 angezeigt, sondern außerdem durch Verkleinerung der Patientenspannung vom Patienten ferngehalten. Durch entsprechende Auslegung der Siebkette 19, 35 kann erzielt werden daß die Patientenspannung später als die übrige Versorgungsspannung auftritt, sodaß ein Patientenstrom erst nach Stabilisierung der übrigen Schaltvorgänge fließen kann. Ein ntladewiderstand 36 bewirkt, daß die Spannung 37 rascher abflaut als die übrige Versorgungsspannung , sodaß der Entladevorgang im Steuerteil nicht zu unerwünschten Patientenströmen führen kann. Für die Niederspannung 38 ist daher ein gesondertes Netzteil vorgesehen. Die Zähleinrichtung ist so beschaffen, daß sie nach jedem Einschaltvorgang der Versorgungsspannung bei Null beginnt, bzw. durch Abschalten des Gerätes automatisch auf Null rückgestellt wird.
In Fig. 2 ist die Verstärkungsregelung mit einer Additonsschaltung dargestellt, wobei 7 der Treppengenerator ist. Die e#ntstehende Treppenspannung 25 wird über den Widerstand 27 und 29 und den Widerständen 22 mit dem Steuersignal, das über die Schaltungseinrichtung 21 zugeschaltet wird, addiert, wobei über den Widerstand 30 gleichzeitig eine negative Vorspannung 31 zugeführt wird. Der Kurvenverlauf am Verbindungspunkt zwischen 22 und 29 ist daher für eine Rechteckspannung entsprechend 32, das heißt, der Verstärker 28 hat dadurch keine Ausgangsspannung. Steigt die Treppenspannung 25, so ist der Kurvenverlauf entsprechend 33, das heißt, die Rechteckkurve ist der Treppenkurve aufgesetzt. Verkleinert man die Treppenspannung, dann ist entsprechend 34 nur mehr ein Teil der Rechteckspannung am Ausgang des Verstärkers 28 vorhanden. Dasselbe gilt für Gleichspannungen oder Dreieckspannungen.

Claims

Patentansprüche: Q)l.Therapie und Diagnostikgerät, das über einen Konstantstromgenerator den Patientenausgang speist, wobei eine Steuerspannung, die in ihrer Kurvenform durch Umschalteinrichtungen veränderlich ist, die Höhe des Stromes am Ausgang bestimmt, d a d tl r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine vor- und rückwärtszählende digitale Zähleinrichtung (4) einerseits eine Treppenspannung (25) über einen Treppengenerator (g) erzeugt und anderseits die Höhe der Spitzenstromamplitude am Patientenausgang (26) durch einen Display (6) darstellt, wobei die digitale Zähleinrichtung (4), der Display (6) und damit die Treppenspannung (25) mit einer Vor- und Rücktaste (2,3), die eine Rechteckimpulsserie (24) dem Zähler (4) zum Vor- oder Rückstellanschluß zuführt, höheren bzw. niederen Werten zugeordnet wird, sodaß die Höhe der Treppenspannung (25) mittels einem regelbaren Verstärker (8) die Höhe der Steuerspannung beeinflußt und damit die Patientenspitzenstromamplitude mit dem digitalen Zähleinrichtungsdisplay (6) übereinstimmt, wobei ein Komparator (14) eine zu hohe positive oder negative Differenz zwischen Steuerspannung und Patientenstrom anzeigt.
2. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (14) von der Differenz zwischen Steuerspannung und einer vom Ausgangsstrom gebildeten Spannung beaufschlagt ist und über eine elektronische Weiche (15,17) bei zu kleinem Ausgangsstrom im Verhältnis zur Steuerspannung die Display-Einrichtung (6) über einen Multivibrator (16) aus- und einschaltet und anderseits bei zu großem Ausgangsstrom im Verhältnis zur Eingangsspannung die Patientenspannung verkleinert und dies durch ein Kontrollicht (20) anzeigt.
3. Anspruch nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelung durch eine Additionsschaltung (29,22), die einerseits über Widerstände (22) die Steuerspannung und anderseits über einen Widerstand (29) die Treppenspannung einem Verstärker (28) zuführt, sodaß am ausgang dieses Verstärkers (28) die Summe der Steuerspannung und der Treppenspannung (33,34) aufscheint, wobei die Treppenspannung außerdem eine Gegenspannungskomponente (31) überlagert hat, die bewirkt, daß bei minimaler Amplitude der Treppenspannung (25) die Steuerspannung am Verstärker (28) Null ist.
4. Anspruch nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Verstarkungsregelung durch einen spannungs geregelten Verstarker erfolgt.
5. Anspruch nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelung über einen stromgeregelten Verstärker erfolgt.
6. Anspruch nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Treppengenerator , der Steuergenerator zur Bildung der Steuerspannung, der Komparator, die digitale Zähleinrichtung und der Impulsgenerator zur Vor- und Rückwärtszählung mit der Steuerung zur Stromstärkesteigerung und -senkung aus einem Mikroprozessor besteht.