DE3327920A1

DE3327920A1 - Elektromagnetische therapeutische vorrichtung

Info

Publication number: DE3327920A1
Application number: DE19833327920
Authority: DE
Inventors: Ken Hashimoto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-21
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1984-10-04
Also published as: CA1237783A; JPS5955260A; KR850000986A; FR2533131B1; KR860001942B1; AU575779B2; GB2143131B; GB2143131A; BR8303948A; FR2533131A1; AU1683883A; IN158110B; JPS621736B2; GB8318530D0

Description

Hamburg, den 20. - 270783 (83-617)

Priorität 21.9.1982 Japan Anm.-Nr. 57-164219

Anmelder;

Ken Hashimoto
1-15-17 Ko-machi
Kämakura-shi
Kanagawa-ken
Japan

Elektromagnetische Therapeutische Vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische therapeutische Vorrichtung zur Durchführung einer Therapie an einem angegriffenen oder erkrankten Teil eines menschlichen Körpers durch die Anwendung eines pulsierenden elektromagnetischen Feldes, das in einer Spule erzeugt wird.

Es ist bekannt, daß der Magnetismus für die Therapie von angegriffenen Körperteilen wie z. B. bei Versteifungen

• β ·

der Schultern, Schmerzen am Rücken, großer Empfindlichkeit gegen Kälte usw. wirksam ist. Diese Therapie beruht auf der Vorstellung, daß bei der Anwendung eines magnetischen Feldes auf den menschlichen Körper eine elektromotorische Kraft in dem Körper erzeugt wird und hierdurch elektrochemische Veränderungen in dem menschlichen Körper, der aus chemischen Substanzen besteht, hervorgerufen werden, die Ionen erzeugen und die Ionen in dem Blut zunehmen lassen, wodurch die Funktion des autonomen Nervensystems verändert und eine bessere Zirkulation des Blutes ermöglicht wird. Diese Tatsachen wurden vor über 20 Jahren durch Untersuchungen von Dr. Kyoichi Nakagawa von dem Isuzu Hospital in Japan bestätigt.

Zur Erzeugung der notwendigen elektromotorischen Kraft durch ein Magnetfeld ist es notwendig, das Magnetfeld, das auf den zu behandelnden menschlichen Körper wirkt, zu verändern oder den Körper innerhalb eines stationären magnetischen Feldes zu bewegen.

Bisher wurden für magnetische therapeutische Vorrichtungen dieser Art Geräte mit festen Permanentmagneten, die von Metallkörnern hergestellt und an dem angegriffenen Körperteil durch einen Klebstoff befestigt wurden, und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines pulsierenden magnetischen Feldes mittels eines elektrischen Stromes von einer Kraftquelle mit einer Frequenz von 50 bis 60 Hz von üblicher Art, der durch eine auf einen eisernen Kern gewundene Spule geschickt wurde, vorgeschlagen und gebraucht.

Da jedoch die altere Vorrichtung einen permanenten Magneten gebraucht, ist keine Pulsation des magnetischen Feldes in Bezug auf den angegriffenen Körperteil vorhanden und dementsprechend wird die elektromotorische Kraft an der inneren Wand der Blutgefäße erzeugt, wenn das Blut durch die Blutgefäße in dem festen magnetischen Feld fließt, aber die erzeugte elektromotorische Kraft ist unbedeutend. Aus diesem Grund ist der therapeutische Effekt gering, und es tritt keine unmittelbare Wirkung ein.

β β β · O

Andererseits wird in der erwähnten magnetisch-therapeutischen Vorrichtung eine Quelle von 100 V bei 50 - 60 Hz verwendet, und in der Spule fließt ein sinusförmiger Strom, der sich zeitabhängig gemäß Pig. 1a ändert. Das in der Spule erzeugte Magnetfeld erhält eine Wellenform ähnlich der des elektrischen Stromes. Wenn der sinusförmige elektrische Strom durch die Spule fließt, wobei die resultierende Linie der magnetischen Kräfte durch den zu behandelnden Körperteil gelangt, wird die elektromotorische Kraft der Sinuswelle, deren Phase um 90° versetzt ist, wie in Fig. 1b gezeigt wird, durch elektromagnetische Induktion erzeugt, aber die Wellenform der Spannung ist in vertikaler Richtung symmetrisch, so daß, selbst wenn Ionen durch eine elektrochemische Reaktion erzeugt werden, die resultierenden Kationen und Anionen sich gegenseitig neutralisieren und daher die elektrochemische Reaktion, die zur Verbesserung der therapeutischen Wirkung auf den menschlichen Körper beitragen soll, nicht erwartet werden kann.

Die genannte magnetische therapeutische Vorrichtung wurde als therapeutisches Gerät durch das japanische Gesundheitsministerii anerkannt und die Spezifikation sieht vor, daß die Dichte des magnetischen Oberflächenflusses 800 Gauß - 50 % (B max), die empfohlene Anwendungszeit 30 Minuten, die empfohlene Kapazität 260/210 VA und die empfohlene Kraftquelle 100 V bei 50-60 Hz ist. Wie sich aus den vorstehenden Angaben ergibt, ist die Zeit eines kontinuierlichen Gebrauches der therapeutischen Vorrichtung 30 Minuten«. Wenn sie langer als die angegebene Zeit gebraucht wird, treten Probleme bezüglich der Überhitzung auf, die die Gefahr von Verbrennungen des Körpers mit sich bringen. Dei? Grund hierfür ist, daß der elektrische Strom, der durch die Spule fließt, immer ein verhältnismäßig starker Strom von 2,67 A ist.

Es ist auch eine Therapie bekannt bei der elektromagnetische Felder des Ultrakurzwellen-Typs auf den menschlichen Körper angewendet werden. Diese therapeutischen Ultrakurzwellenvorrichtungen haben eine sehr hohe Frequenz im Verhältnis mit einer gewöhnlichen Kraftquelle und können daher eine starke elektromotorische Kraft erzeugen und auf den angegriffenen Körperteil anwenden. Der Körper besteht jedoch aus biochemischen Substanzen. Selbst wenn bei außerordentlich hohen Frequenzen Ionen in dem menschlichen Körper durch die elektrochemische Reaktion erzeugt werden, ist die Wellenform der erzeugten elektromotorischen Kraft im wesentlichen dieselbe wie in Fig. 1b gezeigt, so daß Kationen und Anionen die durch die elektromotorische Kraft erzeugt werden, sofort neutralisiert werden und nur ein thermotherapeutischer Effekt erwartet werden kann.

Zur Erzeugung einer wirksamen therapeutischen elektrochemischen Reaktion in dem menschlichen Körper sollte die elektromotorische Kraft, die zur Erwärmung in den angegriffenen Körperteil eingeleitet wird, von einer niedrigen Frequenz (unter 20 Hz) mit einem pulsierenden Gleichstrom sein.

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung unter Vermeidung der Probleme der bekannten Vorrichtungen eine magnetische therapeutische Vorrichtung zu schaffen, die sowohl einen üeutlichen als auch einen schnellen therapeutischen Effekt bringt. Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung einer elektromagnetischen therapeutischen Vorrichtung, bei der eine Überhitzung nicht eintritt, auch wenn sie über längere Zeit gebraucht wird, und die eine geringe elektrische Energie benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße elektromagnetische therapeutische Vorrichtung in einer Weise ausgebildet, daß die Wellenform des elektrischen Stromes, der in der ein pulsierendes elektromagnetisches Feld erzeugenden Spule fließt, in Pulswellen umgeformt wird, bei der neu das relative Zeitverhältnis von Anstieg und Abfall oberhalb von 5 : 1 liegt, wobei die elektromotorische Kraft, die in dem

angegriffenen. Körperteil der zu behandelnden Person erzeugt wird, einen Gleichstrompuls hat, wenn das schwankende oder pulsierende magnetische Feld, das von der Spule erzeugt wird, durch den Körper geht»

Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1a und 1b Wellendiagramme der Ausgangsleistung bekannter magnetisch-therapeutischer Vorrichtungen,

Fig. 2 ein Beispiel für den Gebrauch der elektro-magnetisch-therapeutischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein Schaltbeispiel eines Impulsgenerators zur Erzeugung eines pulsähnlichen elektromagnetischen Feldes in der elektromagnetisch-therapeutischen Vorrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 4a, 4b u. 4c Wellendiagramme zur Darstellung der Wirkung der elektromagnetisch-therapeutischen Vorrichtung nach dieser Erfindung.

Gemäß Fig. 2 wurde eine ringartige Spule 1 der erfindungsgemäßen elektromagnetisch-therapeutischen Vorrichtung über das Knie 2 einer Person gezogen, und der pulsierende elektrische Strom (siehe Fig. 4a) des Impulsgenerators 3 wird in die Spule 1 eingeleitet. In diesem Falle wurde bei Anwendung eines pulsierenden elektromagnetischen Feldes von etwa 8 Hz auf das Knie die Blutzirkulation in dem Knie 2 schnell verbessert, so daß sogar für kurze Zeit das normalerweise nicht beugbare Knie des Patienten leicht gebeugt werden konnte. Bei einer Versteifung der Schultern wurde die Spule 1 an die Schultern oder den Nacken angelegt,· und zur Erleichterung bei Schmerzen in der Taille wurde sie an der Taille angelegt«.

Bei Bauchschmerzen oder Durchfall wurde die Spule 1 an der Bauchfläche angelegt. Wenn sie an einem Körperteil angebracht wurde, in dem Schmerzen und Störungen der Blutzirkulation auftraten, gab es einen merklichen therapeutischen Effekt.

Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen Schaltplan des Pulsgenerators 3· Dieser enthält einen Transformator 11, der mit einer kommerziellen Energiequelle 10 von z.B. 100 V verbunden ist und an dessen Sekundärseite eine Spannungsverdopplerschaltung 12 anschließt. Ein Kondensator 13 für die Ladung mit der doppelten Spannung und ein Kippschwingungskreis 15 zum Triggern eines Thyristors 14-, der mit der Spule 1 in Reihe geschaltet ist,liegen zwischen den Elementen 12 und 14, wie dargestellt.

Eine Vielzahl von Anschlüssen T1 - T 5 zum Einstellen der Ausgangsspannung von 25 - 100 V sind an der sekundärseitigen Spule 11a des Transformators 11 vorgesehen. Durch ein von den T1 bis T 3 verschiebbares Schaltelement 11b kann die Ausgangsspannung von 25 - 100 V eingestellt werden und durch die Ausgänge 11c und 11d fließen.

Der Spannungsverdopplerkreis 12 besteht aus einem Kondensator 12a und Dioden 12b und 12c zur Gleichrichtung der Halbwellen. Die erhöhte Spannung von 50 - 280 V wird entsprechend der Ausgangsspannung des Transformators 11 durch die Schaltung 12 erzeugt, und deren Ausgangsspannung lädt den Kondensator 13 auf. Der Kippschwingungskreis 15 hat einen veränderlichen Widerstand 15a und einen Kondensator 15b, die in Reihe geschaltet sind, und diese Reihenschaltung ist mit einer Halbwellen-Gleichrichter-Schaltung 16 verbunden, welche aus einer Diode 16a und einem Kondensator 16b besteht und die mit den beiden Enden der Sekundärspule 11a des Transformators 11 verbunden ist.

Die Steuerkathode des Thyristors 1¹I- ist mit der einen Seite des Kondensators 15b direkt und mit dessen anderer Seite über die Triggerdiode 15c verbunden. Die Frequenz des Kippschwingungskreises 15 wird auf 4 - 20 Hz durch Veränderung des Widerstandes des variablen V/iderstandes 15a eingestellt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung mit der vorstehend^beschriebenen Ausbildung beschrieben.

Wenn der Schalter SW am Anschluß der Stromquelle geschlossen ist, herrscht an den Ausgängen 11c u. 11d des Transformators 11 eine Spannung entsprechend der Stellung des verschiebbaren Elementes 11b an den Ausgängen T1 - T 5. Die Spannung wird in die doppelte Spannung umgewandelt, itfobei die Halbwelle durch den Kondensator 12a und die Dioden 12b u. 12c gleichgerichtet wird, und dient dann zur Aufladung des Kondensators 13.

Die Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung 16 lädt den Kondensator 15b über den veränderlichen Widerstand 15a auf. Wenn diese Ladung die Triggerspannung der Triggerdiode 15c überschreitet, wird die Triggerdiode 15c aktiviert und der Triggerimpuls gelangt zu dem Gatter des Thyristors 14. Durch den Triggerimpuls wird der Thyristor 14 aktiviert, und die elektrische Ladung, die in dem Kondensator 13 gesammelt wurde, wird durch Spule 1 entladen, und die Spule 1 erzeugt das pulsierende elektromagnetische Feld. Wenn die Spule 1 etwa 40 Windungen besitzt und ihr Durchmesser etwa 17 cm beträgt fließt in der Spitze ein starker elektrischer Strom, der 25 A erreicht» Die Zeitkonstante CR = T des veränderlichen Widerstandes 15a und des Kondensators 15b kann die Frequenz des sich ergebenden Pulses bestimmen, und die erzeugte Frequenz kann durch die Einstellung des veränderlichen Widerstandes 15a eingestellt werden.

Fig. 4a zeigt die Wellenform des elektrischen Stromes, der in der Spule 1 fließt, und die sich ergebende Änderung des magnetischen Feldes der Spule 1, die gegen den zu behandelnden angegriffenen Körperteil gerichtet ist, wird im wesentlichen ähnlich der Fig. 4a. Fig. 4b zeigt die Wellenform der elektromotorischen Kraft, die in dem angegriffenen Körperteil· durch den Einfluß des pulsierenden magnetischen Feldes erzeugt wird, wie in Fig. 4a gezeigt ist. Es wird von vorstehendem deutlich, daß die Wellenform der elektromotorischen Kraft in vertikaler Richtung asymmetrisch wird, wobei sie sich um eine fieferenzlinie 1 zentriert, und ferner, daß die Abweichung der oberen Kurve von der Beferenzlinie 1 um etwa mehr als 10 mal größer ist als die Abweichung der unteren Kurve von der Eeferenzlinie, und daß die Flächen der oberen und der unteren Kurve gleich sind.

Falls die Sekundärseite, auf die das elektromagnetische Feld der Spule wirkt, ein linearer Widerstand wie beispielsweise Kupferdraht ist, heben sich die wechselnden positiven und negativen Potentiale der elektromotorischen Kraft auf, aber der an der Sekundärseite zu behandelnde angegriffene Körperteil, auf den das magnetische Feld der Spule 1 wirkt, ist nicht eine lineare Belastung mit reinem Widerstand sondern vielmehr eine nicht-lineare Belastung, die einen Schwellenwert besitzt. Falls daher die Spannung oberhalb des Niveaus V Fig. 4b, d.h. die Spannung oberhalb des Schwellenwertes des angegriffenen Teiles (einige zehn bis einige hundert mV pro Zelle) angelegt wird, wird ein elektrischer Strom fließen. Als Folge hiervon wird eine in Fig. 4b gezeigte Spannung in dem angegriffenen Körperteil erzeugt, und nuü die Wellenform des oberen Teils überschreitet den Schwellenwert Y₁^ des behandelten angegriffenen Teiles, so daß ein elektrischer Gleichstrompuls durch das angegriffene Teil fließt, wie in Fig. 4c gezeigt ist.

Wie vorstehend beschrieben kann ein pulsierender elektrischer Gleichstrom in dem behandelten Körperteil erzeugt werden, der in dem angegriffenen Körperteil elektrochemische Reaktionen hervorruft, die bedeutende therapeutische Wirkungen in dem angegriffenen Körperteil zeigen, insbesondere im Palle daß eine ungenügende Blutzirkulation usw. vorliegen.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung wird im folgenden weiter beschrieben.

Die Zahl der Windungen der Spule war auf 40 festgesetzt bei einem Durchmesser von 17 cm, und die Wellenform war so gewählt, daß die Anstiegszeit des elektrischen Stromes, der in der Spule 1 auf 0,1 msec und die Abfallzeit auf 1 msec eingestellt war, so daß das Zeitverhältnis von Anstieg und Abfall 1 s 10 war (siehe !"ig. 4b) und die Periode des dreieckigen elektrischen Stromes der durch die Spule 1 floß, wurde auf 8 Hz durch die Entspannungs-Oszillations-Schaltung eingestellt, und die Ladespannung des Kondensators 13 wurde auf 280 Y festgesetzt.

Eine Spule 1, die gemäß den vorstehenden Bedingungen betrieben wurde, wurde an dem Knie eines Patienten angebracht, der an Gelenk-Eheuma litt, und die Therapie wurde in mehreren Perioden von 10 Minuten ausgeführt, wobei das zuvor nicht bewegungsfähige Knie beugbar wurde. Derartige Fälle kamen in größerer Anzahl vor. Beispiele der Wirkungen der beschriebenen Therapie wurden durch Berichte von Patienten bestätigt, die die elektromagnetisch-therapeutische Vorrichtung gemäß dieser Erfindung verwendeten. Die Gründe für die therapeutische .Wirkung sind, daß die elektromotorische Kraft, die in dem behandelten Teil des Körpers erzeugt wird, weit größer ist als die bei konventionellen Therapiesystemen, und daß der Impuls ein Gleichstromimpuls ist.

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Die Ergebnisse von Messungen der in dem Körper erzeugten elektromotorischen. Kraft gemäß der Erfindung und von konventionellen Systemen, in denen die gebräuchliche Frequenz von 50 - 60 Hz in der Spule angewendet wird, um ein pulsierendes magnetisches PeId zu erzeugen, sind im folgenden beschrieben.

Verschiedene Spulen mit 9 Windungen wurden vorbereitet. Eine Diode und ein Kondensator von 0,047// i¹ wurden in Reihe geschaltet, und beide Ausgangsspannungen des Kondensators gemessen. In dem koventionellen System wurde eine Spannung von 0,3^ V und in dem erfindungsgemäßen System eine Spannung von 34,5 V angewendet. Es ergab sich, daß die elektromotorische Kraft in dem behandelten Körperteil gemäß dieser Erfindung etwa 100 mal größer als nach dem konventionellen System war. Das Verhältnis des elektrischen Stromverbrauches war 2,63 A J 0,9 -A- d.h. es war unter 1/30, so daß die Wirksamkeit etwa 3Ö00 mal größer als nach dem konventionellen System war. Die elektrochemische Reaktion des behandelten Körperteils war sehr verschieden, und zugleich trat eine Überhitzung nicht auf, und die erfindungsgemäße Vorrichtung konnte ununterbrochen für die Behandlung für den angegriffenen Teil über eine längere Zeit verwendet werden.

Die Kapazität des Kondensators, die Anzahl der Windungen der Spule, das Zeitverhältnis von Anstieg und Abfall des elektrischen Stromes, der durch die Spule 1 fließt, und die Schaltperiode gemäß dieser Erfindung sind nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und können in den folgenden Bereichen gewählt werden.

Kapazität des Kondensators 0,5 max. Ladung d. Kondensators Gleichstrom 50 - 500 v Anzahl d. Windungen d. Spule . 10 - 200 Schaltfrequenz 4- - 20 Hz

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Das vorstehende Ausführungsbeispiel wurde für den Fall beschrieben, daß die Anstiegszeit und die Abfallzeit des elektrischen Stromes, der in der Spule 1 fli'eßt, auf ein Verhältnis von 1 ; 10 eingestellt waren, aber derselbe Effekt kann erhalten werden, wenn man die Anstiegszeit mitΊ msec und Abfallzeit mit 0,1 msec im Gegensatz zu der beschriebenen Ausführung einstellt. Es wird daher ausdrücklich darauf hingewiesen, daß es vorgezogen wird, das relative Zeitverhältnis von Anstiegszeit und Abfallzeit der Wellenform des elektrischen Stromes auf größer als 5 '· 1 einzustellen.

Claims

Patentansprüche

{Λ/. Elektromagnetisch-therapeutische Vorrichtung mit einer Stromquelle, einer Spule und zwischen diesen liegenden Schaltmitteln zur Erzeugung eines wechselnden elektromagnetischen Feldes in der Spule, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (11,12) eine Wechselspannung bestimmter Größe erzeugen, die eine Kapazität (13) lädt, deren Entladungskreis die Spule (1) enthält, die mit beiden Anschlüssen der Kapazität über ein Schaltelement (14) verbunden ist, das durch einen Trigger-Kreis mit einer Frequenz im Bereich von 4 - 20 Hz gesteuert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kapazität (13) mit einer Entladungsspannung von 50 - 500 V und einer Spule (1) mit 10 - 200 Windungen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenform des in der Spule (1) zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes ein relatives Zeitverhältnis von Anstieg und Abfall aufweist, das größer als 5 '- 1 ist.

4-, Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Pulsgenerator ausgebildete Vorrichtung (3) an eine Wechselstromquelle (10) über einen Transformator (11) angeschlossen ist, dessen Sekundärseite (11a) mehrere Abgriffe (T1..T5) aufweist und an die eine Spannungsverdopplerschaltung (12) anschließt, die die Kapazität (13) speist.

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Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Entladung der Kapazität (13) schaltende Element (1A-) ein Thyristor (14·) ist.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schaltelement (14·) steuernde Trigger-Kreis (15) über einen Halbwellen-Gleichrichter (16) an die Sekundärseite (11a) des Transformators (11) angeschlossen ist.