DE3008351A1 - LF stimulation generator for combined current-ultrasonic therapy - supplies LF modulated AC in middle frequency range to ultrasonic radiator in form of excitation electrode - Google Patents
LF stimulation generator for combined current-ultrasonic therapy - supplies LF modulated AC in middle frequency range to ultrasonic radiator in form of excitation electrodeInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines nieder- Method and device for generating a low
frequenten Reizstromes für eine kombinierte Reizstrom-Ultraschal ltherapie Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines niederfrequenten Reizstromes für eine kombinierte Reizstrom-Ultraschalltherapie, wobei der Reizstrom einem elektrisch leitenden Ultraschallabstrahler als Reizelektrode zugeleitet wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Frequent stimulation current for a combined stimulation current ultrasound Therapy The invention relates to a method for generating a low frequency Stimulation current for a combined stimulation current-ultrasound therapy, whereby the stimulation current is fed to an electrically conductive ultrasonic emitter as a stimulus electrode, as well as a device for carrying out the method.
Zur gleichzeitigen Nutzbarmachung der therapeutischen Wirkungen des Ultraschalles und Reizstromes ist es bekannt, den von einem Ultraschallerzeuger gespeisten Ultraschallabstrahler elektrisch leitend auszubilden und ihm den Reizstrom zuzuführen. Der IJltraschallabstrahler ist somit gleichzeitig als Reizelektrode gegenüber einer herkömmlich ausgebildeten Gegenelektrode wirksam. Als Reizströme werden dabei stets polare Ströme, also gleicllgerichtete Ströme, verwendet, in deren Bereich auch die sogenannten Bernardschen Stromformen, das sind in verschiedener Weise niederfrequent pulsierende gleichgerichtete Ströme, liegen. Dieser polare Reizstrom weist jedoch den Nachteil auf, daß unangenehme Empfindungen wie Schmerz oder gar Verätzungen der Haut an den Stellen der Elektroden nicht ausgeschlossen werden können und daher seine Anwendung stets mehr oder weniger nur unterschwellig erfolgen kann. Außerdem ist es bei polaren Strömen schwierig, eine galvanische Trennung von den Stromkreisen der beteiligten Geräte herbeizuführen, so daß aus Sicherheitsgründen die oftmals, vor allem bei schwer zugänglichen Stellen, erwünschte Unterwasserbehandlung nicht vertretbar ist.For the simultaneous utilization of the therapeutic effects of the Ultrasound and stimulation current are known to be generated by an ultrasound generator powered ultrasound emitter to form electrically conductive and give it the stimulation current to feed. The ultrasonic emitter is thus also a stimulus electrode effective compared to a conventionally designed counter electrode. As stimulation currents polar currents, i.e. currents in the same direction, are always used, in their Area also the so-called Bernard current forms, these are in different Way low frequency pulsating rectified currents. However, this polar stimulation current has the disadvantage that unpleasant sensations such as pain or even burns to the skin at the locations of the electrodes cannot be ruled out and therefore its application is always more or less subliminal can be done. In addition, with polar currents it is difficult to achieve galvanic isolation from the circuits of the devices involved, so that for safety reasons the underwater treatment that is often desired, especially in hard-to-reach places is not justifiable.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der vorerwähnten Schwierigkeiten ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen durch die Anwendung eines apolaren Reizstromes die therapeutischen Möglichkeiten erheblich verbessert und erweitert sowie eine unter allen Anwendungsgegebenheiten risikofreie Verwendung sichergestellt ist.It is therefore an object of the invention, while avoiding the aforementioned Difficulties a method and a device of the type mentioned create, in which the therapeutic Possibilities significantly improved and expanded as well as one under all application conditions risk-free use is ensured.
Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß man als Reizstrom einen mittelfrequenten Wechselstrom niederfrequent moduliert. Dadurch ist es einerseits möglich, unangenehme Hautempfindungen oder sogar Schädigungen zu vermeiden, weil der apolare Wechselstrom sich einerseits durch eine erheblich bessere Verträglichkeit auszeichnet, andererseits durch seine Frequenzwerte im mittelfrequenten Bereich, die typisch im Bereich von einigen kHz bis zu einigen 10 kHz liegen, bekanntlich sehr leicht tief in den menschlichen Körper eindringt Zwar liegt dieser mittelfrequente Bereich jenseits der therapeutisch reizwirksamen Frequenzen, deren obere Grenze bei einigen 100 Hz liegt, doch wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gerade durch die niederfrequente Modulation des mittelfrequenten Wechselstroms eine apolare, reizwirksame Komponente hervorgerufen. Darüber hinaus ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der weitere Vorteil, daß der modulierte littelirequante Wechselstrom in einfacher Weise eine galvanische Trennung von den Stromkreisen der erzeugenden Geräte gestattet.This object is achieved in the method according to the invention by that a medium-frequency alternating current is modulated at low frequency as a stimulus current. This makes it possible, on the one hand, to avoid unpleasant skin sensations or even damage to avoid, because the apolar alternating current is on the one hand by a considerable better tolerability, on the other hand by its frequency values in the medium frequency As is known, ranges that are typically in the range from a few kHz to a few 10 kHz very easily penetrates deep into the human body medium frequency Range beyond the therapeutically stimulating frequencies, their upper limit is a few 100 Hz, but is just through in the method according to the invention the low-frequency modulation of the medium-frequency alternating current is an apolar, irritating component caused. In addition, in the case of the invention Method has the further advantage that the modulated medium constant alternating current in a simple way of galvanic isolation from the circuits of the generating devices allowed.
JiAa bvorsutt Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man die Amplitude des Wechselstromes moduliert. Die Aplitudenmodulation ist nämlich einfach ausftlhrbar und liefert andererseits einen für die therapeutische Anwendung günstigen Reiz strom.JiAa bvorsutt embodiment of the method consists in that one modulates the amplitude of the alternating current. The amplitude modulation is namely easy to execute and on the other hand provides one for therapeutic use cheap stimulation current.
ziele fUr die Sicherheit der Anwendung besonders wichtige Ausfthtungsform des Verfahrens besteht darin, daß man den modulierten Wechselstrom unter galvanischer Trennung induktiv an den Ultraschallabstrahler ankoppelt. Hierdurch wird eine absolut zuverlässige Trennung zwischen der Reizelektrode und allen anderen Geräten erreicht, so daß auch die oft wünschenswerte behandlung im Wasserbad unbedenklich durchgeführt werden kann.Aims for the security of the application particularly important form of implementation of the method consists in that the modulated alternating current under galvanic Separation inductively coupled to the ultrasonic emitter. This becomes an absolute reliable separation between the stimulation electrode and all other devices is achieved, so that the often desirable treatment in a water bath can be carried out safely can be.
Hierdurch wird die Therapiemöglichkeit ganz erheblich erweitert, da bisher die Therapeuten wegen des bei der Anwendung polarer Reiz Ströme auftretenden diesbezüglichen Risikos zumeist auf eine Behandlung im Wasserbad verzichtet haben.As a result, the therapy options are expanded considerably because so far the therapists because of the polar stimulus currents that occur In view of the associated risks, they have mostly foregone treatment in a water bath.
Für die Modulation des mittelfrequenten Wechselstromes kommen alle in der Reizstromtherapie bekannten Wellenformen infrage, wobei man in bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Modulation mittels einer niederfrequenten Dreieckwelle oder Rechteckwelle ausführt.Everyone comes for the modulation of the medium-frequency alternating current waveforms known in electrical stimulation therapy are in question, with one preferred Embodiments of the method according to the invention, the modulation by means of a low-frequency triangular wave or square wave.
Amine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist erfindungsgemäß eine Modulationsstufe auf, an die eingangsseitig ein Wechselstromgenerator fUr mittelfrequenten Wechselstrom, steuerseitig ein Signalformengenerator für niederfrequente Signalformen und ausgangaseitig ein VerstMr#er fiir den modulierten Wechselstrom angeschlossen ist, wolDcci drr eine Ausgangspol des Verstärkers an den an einen Ultraschallerzeuger angeschlossenen, die Reizelektrode bildenden Ultraschallabstrahler und der andere Ausgangspol an eine Gegenelektrode-angeschlossen ist, Dabei kann je nach Wahl des Stromformengenerators jede gewünschte Wellenform zur Modulation der mitteifrequenten Wechselspannung herangezogen werden, um in der Modulationsstufe dem ihrer Eingangsseite zugeführten mittelfrequenten Wechselstrom die gewünschte Modulationsform zur Bildung des niederfrequenten Reizstromes aufzumodulieren.Amine device for carrying out the method has according to the invention a modulation stage to which an alternating current generator for medium-frequency Alternating current, a waveform generator on the control side for low-frequency waveforms and an amplifier for the modulated alternating current is connected on the output side is, wolDcci drr an output pole of the amplifier to the to an ultrasonic generator connected, the stimulus electrode forming ultrasonic emitter and the other Output terminal is connected to a counter-electrode, depending on the choice of the Current waveform generator any desired waveform to modulate the center frequency AC voltage can be used in the modulation stage of its input side medium-frequency alternating current supplied to form the desired form of modulation modulate the low-frequency stimulation current.
Für einen einwandfreien elektrischen Schutz erweist es sich in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung als besonders wichtig, einen den Ausgangspolen des Verstärkers vorgeschalteten Trenntransformator vorzusehen. Durch die mittels des Trenntransformators erfolgende induktive Kopplung wird somit auf einfache Weise der durch die Sekundärwicklung des Trenntransformators und die daran angeschlossene Reizelektrode bzw. Gegenelektrode gebildete Therapiestromkreis von dem die Primärwicklung des Trenntransformators einschließenden Gerätestromkreis galvanisch getrennt.It turns out to be a perfect electrical protection preferred embodiment of the device according to the invention as particularly important to provide an isolating transformer connected upstream of the output poles of the amplifier. Due to the inductive coupling that takes place by means of the isolating transformer will thus, in a simple manner, through the secondary winding of the isolating transformer and the connected stimulus electrode or counter electrode formed therapy circuit from the device circuit including the primary winding of the isolating transformer galvanically isolated.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Modulationsstufe eine Amplitudenmodulationsstufe. Hierdurch wird ein amplitudenmodulierter Reizstrom erzeugt, dessen Schwingungsamplitude im Rhythmus der steuerseitig anliegenden Wellenform moduliert ist, was beispielsweise im Fall einer Dreieckwelle periodisch einen linearen Anstieg der Schwingungsamplitude während einer halben Schwingungsdauer der Dreieckswelle sowie einen linearen Abfall der Schwingungsamplitude während der jeweils folgenden halben Schwingungsdauer der Dreiecksweile zur Folge hat.In an expedient embodiment of the device according to the invention the modulation stage is an amplitude modulation stage. This is an amplitude-modulated Stimulation current is generated, the oscillation amplitude of which corresponds to the rhythm of that applied on the control side Waveform is modulated, which is periodic in the case of a triangular wave, for example a linear increase in the oscillation amplitude during half an oscillation period of the triangular wave as well as a linear decrease in the oscillation amplitude during the the following half the period of oscillation of the triangular wave.
Zur Erhöhung der Variationsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bei einer weiteren Ausführungsform der Signalformengenerator zur Erzeugung verschiedener Signaiformen, wie Dreieckwellen, Rechteckwellen, Schwellformen u.dgl. umschaltbar.To increase the possibilities of variation of the device according to the invention is in a further embodiment the waveform generator for generating various Signal forms such as triangular waves, square waves, waveforms and the like can be switched.
Hierdurch ist es möglich, mit einem einzigen Gerät alle möglichen für das jeweilige Anwendungsgebiet therapeutisch erwünschten Formen des Reizstroms hervorzurufen. Dabei werden aus therapeutischer Sicht bei der Verwendung von Rechteckwellen als Signalformen zur Modulation des niederfrequenten Wechselstroms häufig solche verwendet, bei denen der Rechteckimpuls im Vergleich zur gesamten Periodendauer kurz ist, d.h. bei denen das Tastverhältnis zwischen hohem und niedrigem Pegel beispielsweise das Verhältnis 2 : 7 beträgt. Schwellformen werden insbesondele aus den Rechteckwellen abgeleitet, indem die Amplitude einer Rechtheckwelle während der Dauer einiger Perioden stetig anwicllsi und wieder abnimmt.This makes it possible to do all sorts of things with a single device forms of stimulation current that are therapeutically desirable for the respective area of application to evoke. From a therapeutic point of view, square waves are used as waveforms for modulating the low-frequency alternating current, these are often used used where the square pulse compared to entire Period is short, i.e. where the duty cycle is between high and low Level, for example, the ratio is 2: 7. Swell forms are in particular derived from the square waves by taking the amplitude of a square wave during the duration of some periods steadily increases and decreases again.
Schließlich ist es noch zw<#ckmäßig, einen Intensitätsregler zur wahlweisen Einstellung der Ausgangsleistung des Verstärkers vorzusehen, um hierdurch die von dem Schallabstrahler als Reizelek trode auf den Patienten einwirkende Stromintensität individuell einstellen zu können.Finally, it is useful to use an intensity regulator optional adjustment of the output power of the amplifier to thereby provide the current intensity acting on the patient as a stimulus electrode from the sound emitter to be able to adjust individually.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vortei]e der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung, in der ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt ist.Further features, details and advantages of the invention result can be found in the following description and on the basis of the drawing, in which a block diagram an embodiment of the device according to the invention is shown.
Ein Signalformengenerator 1, durch den eine Anzahl verschiedener Signalformen wahlweise erzeugbar ist, ist durch einen Wählschalter 2 zwischen diesen Signalformen umschaltbar, so daß auf seiner Ausgangsleitung 3 die jeweils gewünschte Signalform erscheint.A waveform generator 1 through which a number of different waveforms can be generated optionally, is by a selector switch 2 between these signal forms switchable, so that on its output line 3 the respective desired signal form appears.
Als Beispiel für die möglichen Signalformen ist in der Zeichnung über der Ausgangsleitung 3 eine Dreieckwelle 4 und eine Rechteckwelle 4' dargestellt, wobei im Falle der Rechteckwelle 4' das Tastverhältnis zwischen hohem und niedrigem Pegel etwa den Wert 2 : 7 besitzt.As an example of the possible signal shapes is in the drawing above the output line 3 shows a triangular wave 4 and a square wave 4 ', where in the case of the square wave 4 'the duty cycle is between high and low Level has a value of about 2: 7.
Die erzeugten Signalformen gehen über die Ausgangsleitung 3 dem steuerseitigen Eingangsanschluß 5 einer Modulationsstufe 6 zu, an deren anderem Eingangsanschluß 7 die Ausgangsleitung 8 eines Wechselstromgenerators 9 angeschlossen ist. Dieser Wechselstromgenerator 9 dient der Erzeugung eines in elektrotherapeutischer Hinsicht mittelfrequenten Wechselstromes, der in der Zeichnung beispielhaft durch die Wellenform 10 über der Ausgangsleitung 8 dargestellt ist.The generated signal forms go to the control-side via the output line 3 Input connection 5 to a modulation stage 6, at the other input connection 7 the output line 8 of an alternator 9 is connected. This Alternator 9 is used to generate an electrotherapeutic one medium-frequency alternating current, exemplified in the drawing by the waveform 10 is shown above the output line 8.
Die Modulationsstufe 6 arbeitet als eine Amplitudenmodulationsdie stufe, durch die'Wellenform 10 des Wechselstromgenerators 9 einer Amplitudenmodulation durch die entsprechende Signalform, beispielsweise die Dreieckwelle 4 oder die Rechteckwelle 4', unterzogen wird. Im Unterschied zu der im Mittelfrequenzbereich liegenden Wellenform 10 liegen dabei die vom Signalformengenerator 1 e ugten Signalformen im therapeutisch gesehen niederfequenten Bereich, der sich als therapeutisch reizwirksam erweist, so daß in der Modulationsstufe 6 der Wellenform 10 eine reizwirksame Xatponente aufmoduliert wird, Der Modulationsstufe 6 ist ein Verstärker 11 nachgeschaltet, durch den die aus der Wellenform 10 durch die Modulation gewonnene modulierte Wellenform 12, die in der Zeichnung für den Fall einer Modulation mit der Dreieckwelle 4 beispielhaft zwischen den Ausgangspolen 13,13' des Verstärkers 11 symbolisch dargestellt ist, auf die für Therapie zwecke erforderliche Intensität verstärkt wird. Der Verstärker 11 ist mit einem Intensitätsregler 14 versehen, durch den die Intensität der modulierten Wellenform 12 individuell einstellbar ist.The modulation stage 6 works as an amplitude modulation die stage, through die'Wellenform 10 of the alternator 9 of an amplitude modulation by the corresponding signal form, for example the triangular wave 4 or the square wave 4 ', is subjected. In contrast to the waveform lying in the medium frequency range 10 are the signal forms shown by the signal form generator 1 in the therapeutic seen as a low-frequency area that proves to be therapeutically stimulating, so that in the modulation stage 6 of the waveform 10 a stimulus-effective Xatponente is modulated, the modulation stage 6 is followed by an amplifier 11, by which the modulated waveform obtained from the waveform 10 by the modulation 12, which are exemplified in the drawing for the case of modulation with the triangular wave 4 is shown symbolically between the output poles 13, 13 'of the amplifier 11, is amplified to the intensity required for therapy purposes. The amplifier 11 is provided with an intensity regulator 14, through which the intensity the modulated waveform 12 is individually adjustable.
Aus der Zeichnung wird deutlich, daß die Ausgangspole 13,13' des Verstärkers 11 durch einen symbolisch dargestellten Trenntransformator 15 in galvanischer Hinsicht vollständig von den übrigen Stromkreisen des Verstärkers 11 und der mit ihm verbundenen Einheiten getrennt sind. An die solchermaßen durch die galvanische Trennung abgesicherten Ausgangspole 13,13' schließt sich ein Therapiestromkreis an, wobei der Reizstrom in Form der modulierten Wellenform 12 einem Patienten mittels einer Reizelektrode 16 und einer Gegenelektrode 17 zuführbar ist.From the drawing it is clear that the output poles 13,13 'of the amplifier 11 by a symbolically represented isolating transformer 15 in galvanic terms completely from the remaining circuits of the amplifier 11 and those connected to it Units are separated. To those protected in this way by galvanic isolation Output poles 13, 13 'are followed by a therapy circuit, with the stimulation current in the form of the modulated waveform 12 to a patient by means of a stimulus electrode 16 and a counter electrode 17 can be fed.
Während die Gegenelektrode 17 beispielsweise herkömmlich als Plattenelektrode in einer nassen Viskose-Schwammtasche oder als Vakuum-Elektrode ausgebildet ist, ist die Reizelektrode 16 durch einen elektrisch leitenden Ultraschallabstrahler in Form eines metallischen Scha#1.kopfes ausgebildet. Dieser Ultraschallabstrahler 16 wird von einem Ultraschallerzeuger 18 versorgt, der sowohl als getrennte Einheit als auch in ein gemeinsames Gehäuse mit dem Signalformengenerator 1, dem Wechselstromgenerator 9, der Modulationsstufe 6 und dem Verstärker 11 zusammengebaut sein kann.While the counter electrode 17, for example, conventionally as a plate electrode is designed in a wet viscose sponge bag or as a vacuum electrode, is the stimulation electrode 16 by an electrically conductive ultrasonic emitter designed in the form of a metallic shell head. This ultrasonic emitter 16 is supplied by an ultrasonic generator 18, both as a separate unit as well as in a common housing with the waveform generator 1, the alternator 9, the modulation stage 6 and the amplifier 11 can be assembled.
Für den Fall, daß der Ultraschallerzeuger 18 als getrennte Einheit ausgeführt ist, ist dieser zweckmäßig mit einer Durchgangsleitung für den modulierten Wechselstrom ausgestattet, über die der Stromkreis von den Ausgangspolen 13,13' des Verstärkers 11 mittels einer Steckverbindung direkt auf die Reizelektrode 16 und die Gegenelektrode 17 durchgestöpselt werden kann.In the event that the ultrasonic generator 18 as a separate unit is executed, this is expedient with a through line for the modulated alternating current, through which the circuit from the output poles 13,13 'of the amplifier 11 by means of a plug connection directly to the stimulus electrode 16 and the counter electrode 17 can be plugged through.
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |