DE3330130A1 - Reizstromtherapie- und/oder diagnose-geraet - Google Patents

Description

JJ-ÜO-C.RAU & SCHNEO

DIPL.-ING. DR. MANFRED RAU DIPL.-PHYS. DR. HERBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENlAt.

Nürnberg, den 19.08.83 S/Ba

PHYSIOMED-Medizintechnik GmbH, Bayreuther Straße 14, 8563 Schnaittach bei Nürnberg

"Reizstromtherapie- und/oder Diagnose-Gerät"

Die Erfindung richtet sich auf ein Reizstromtherapie- und/ oder Diagnose-Gerät mit wenigstens zwei Elektroden zur Anlage eines Reizstromes an einen Patienten, mit Einrichtungen zum veränderbaren Einstellen der Reizstromamplitude und der Impulsdauer bei impulsförmiger Stromanlage.

Derartige Reizstromtherapie- und Diagnose-Geräte werden auch zur Diagnose von krankhaften Veränderungen oder Zuständen bei Muskeln oder Nerven herangezogen. Besondersaussagekräftig ist zu diesem Zweck die Ermittlung einer sogenannten I-T-Kurve. Bei derartigen Kurven wird der z.B. zu untersuchende Muskel über Elektroden mit einem Reizstromgerät verbunden und es werden, ausgehend von einer verhältnismäßig langen Impulsdauer, Ströme steigender Amplitude angelegt, so lange bis eine erste Reaktion des Muskels sichtbar oder fühlbar ist. Von dem so festgestellten und aufgezeichneten Wert ausgehend wird die Impulsdauer verkürzt, wobei zunächst unverändert eine Reaktion des Muskels zu beobachten ist, bis es dann bei weiterer Verkürzung der Impulsdauer erforderlich wird, die Stromintensität nachzuregeln, um eine Reaktion auszulösen. Zur Ermittlung eines derartigen

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Kurvenverlaufs ist es dann also jeweils erforderlich ausgehend von einem Meßpunkt zum nächsten - eine neue, kürzere Impulsdauer einzustellen und dann den Strom so lange hochzuregeln, bis eine Reaktion des Muskels festgestellt werden kann und den jeweiligen Stromwert zusammen mit der eingestellten Impulsdauer zu notieren bzw. in-ein Diagramm einzutragen. Die so ermittelte sogenannte I-T-Kurve eines gesunden Muskels kann durch eine Hyperbel beschrieben werden. Nähere Ausführungen hierzu finden sich z.B. bei Jantsch und Schuhfried, "Niederfrequente Ströme zur Diagnostik und Therapie", Verlag Wilhelm Maudrich, 1974.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß damit Reizstrom-Geräte eine sehr interessante Anwendung im Diagnosebereich finden, daß aber die Aufnahme derartiger I-T-Kurven mit Hilfe herkömmlicher Geräte mühsam und zeitaufwendig ist und relativ hohe Anforderungen an die Bedienungsperson stellt, welche die jeweiligen Gerätewerte einstellen, die ermittelten Werte ablesen und schließlich aufzeichnen und grafisch auswerten muß.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Reizstromtherapie-Gerät der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit seiner Hilfe schnell und sicher, unter möglichst geringer Belastung für den Patienten und auch von Personen ohne ärztliche Ausbildung eine I-T-Kurve bzw. deren relevante Kenndaten ermittelt werden können.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine Einrichtung zum selbsttätigen Einstellen diskreter Stromamplituden und/ oder Impulsdauern derart, daß ausgehend von einem eingestellten Basiswert die darüber- oder darunterliegenden Werte nacheinander nach jeweils einer dazwischenliegenden Pause eingestellt werden.

Durch diese selbsttätige Einstellung neuer Werte ist es möglich, daß sich die die Diagnose durchführende Person ganz auf das eine erhebliche Konzentration erforderlich machende Ansprechen z.B. eines untersuchten Muskels konzentrieren kann, und daß die Untersuchung zügig und damit unter geringer Belastung für den Patienten durchzuführen ist. Das Verändern eines eingestellten Viertes auf den nächsthöheren bzw. nächstniederen Wert kann durch Mikroprozessoreinrichtungen kostengünstig und zuverlässig gelöst werden, wobei diese Mikroprozessoreinrichtungen zudem den Vorteil aufweisen, daß sie.je nach den spezifischen Diagnoseanforderungen mit unterschiedlichen Wertvorgaben bzw. Wertvorgabefolgen programmiert werden können, so daß die optimale Abfolge von eingestellten Werten für jeden Anwendungszweck herbeiführbar"ist. Es sind zwar bereits Geräte bekannt, welche sich jedenfalls grundsätzlich zur Durchführung derartiger Diagnosen eignen und bei welchen die mittels eines mechanischen Schalters einzustellenden Impulsdauer-Vorgabewerte logarithmisch eingeteilt sind, um den erforderlichen weiten Impulsdauer-Bereich abdecken zu können, wobei diese bekannten Geräte aber für die Einstellung trotz einer entsprechenden Einteilung noch zu viel Aufmerksamkeit verlangen, indem die Bedienungsperson sehr sorgfältig darauf achten muß, keinen eingestellten Wert zu überspringen, da hierdurch der gesamte Kurvenverlauf verfälscht würde.

Gemäß der Erfindung wird über die wesentliche Arbeitserleichterung hinaus auch die Gefahr eines derartigen Überspringens ausgeschaltet.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Einrichtung nacheinander diskrete Impulsdauern einstellt und in jeder Ein- stellung von einem Basiswert ansteigend die Reizstroinninp]

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erhöht, wobei die Reizstromauslösung selbsttätig erfolgt. Bei dieser Ausgestaltung des Reizstrom-Geräts geht man also weitgehend analog der bisherigen Ermittlung von I-T-Kurven vor, wobei diese jedoch in der praktischen Durchführung durch die erfindungsgemäße Einrichtung wesentlich vereinfacht wird.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Einrichtung,ausgehend von einem niedrigen Basisstromwert, jeweils selbsttätig einen nächsthöheren, diskreten Wert der Reizstromamplitude einstellt, wobei eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Muskel- oder Nervenbewegung vorgesehen ist, welche mit dem Reizstrom-Gerät verbunden ist und nach Feststellung einer Muskel- bzw. Nervenreaktion den anliegenden Reizstrom abstellt.

Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß abweichend von der üblichen Ermittlung der I-T-Kurven völlig entsprechende Kurven erhalten werden, wenn nicht bei konstant gehaltenem Reizstrom die Impulsdauer verändert wird, sondern wenn die Reizstromamplitude zunehmend erhöht wird und jeweils die Zeit vom Auslösen des Reizstromes bis zum Auftreten einer Reaktion bestimmt wird. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Sensoreinrichtung wird darüber hinaus die subjektive Komponente bei der Beurteilung, ob eine Muskelreaktion eingetreten ist, ausgeschaltet. In der Verbindung mit der automatischen Erhöhung der Reizstromamplituden ist damit die Möglichkeit geschaffen, sehr schnell und zuverlässig eine Reizstromkurve aufzunehmen.

Bei dieser Ausführungsform erweist sich eine Meßeinrichtung zum Messen und/oder Anzeigen der Zeit zwischen dem Ein- und Ausschalten des Reizstromes als sehr günstig. Insbesondere

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im stark ansteigenden Teil der I-T-Kurven sind die Beobachtungszeiten sehr kurz, so daß die menschliche Reaktionszeit länger wird als die eigentlichen Beobachtungszeiten. Da andererseits meßtechnisch auch extrem kurze Zeiten sehr gut und reproduzierbar gemessen werden können, stellt eine derartige Meßeinrichtung sicher, daß der gesamte Kurvenverlauf zuverlässig ermittelt werden kann.

Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Einrichtung zum Abspeichern der gemessenen Werte vorgesehen. Im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels handelt es sich dabei also um die gemessenen Zeitwerte. Eine derartige Speichereinrichtung ist bei Verwendung eines Mikroprozessors ohnehin vorhanden, erfordert damit also keinen zusätzlichen Aufwand, macht es aber andererseits für die Bedienungsperson entbehrlich, in den Meßpausen die ermittelten Meßwerte aufzuzeichnen. Gleichzeitig werden hierdurch Fehler bei der Aufzeichnung der Meßwerte ausgeschaltet. " .

Eine derartige Speichereinrichtung kann wirkungsvoll ergänzt werden durch eine Einrichtung zur Darstellung der gespeicherten Werte in Abhängigkeit von den eingestellten Amplitudenbzw. Zeitwerten. Bei einer derartigen Einrichtung kann es sich entweder um einen Bildschirm oder einen Drucker handeln, so daß praktisch selbsttätig der gesamte Kurvenverlauf visuell dargestellt wird, so daß eine sofortige Diagnose und die Gewinnung eines Gesamteindrucks möglich ist.

Um eine Darstellung zu erhalten, welche mit den in der Fachliteratur wiedergegebenen Kurven unmittelbar verglichen werden kann, ist vorzugsweise eine Rechnereinrichtung vorgesehen, welche die Umrechnung der Zeitwerte in eine logarithmische Darstellung bewerkstelligt. Hierfür kann ohne weiteres

der grundsätzlich vorgesehene Mikroprozessor herangezogen werden.

Abweichend von der Kurvenform bei der Verwendung von Rechteckimpulsen ergibt sich bei der Verwendung von Dreieck impulsen im Bereich längerer Zeitimpulse kein linearer Verlauf, sondern ein Ansteigen der Kurve. Insgesamt ist aber auch dieser Kurvenverlauf charakteristisch für den Zustand des jeweils untersuchten Muskels. Untersuchungen haben gezeigt, daß die aus der Literatur bekannten, typischen Kurvenverläufe bei der Verwendung von Rechteckimpulsen auch erhalten werden, wenn man den Reizstrom mit dem Wert Null beginnend ansteigen läßt, und zwar von einem flachen Anstieg ausgehend mit jeweils zunehmenden Gradienten, und die Zeitdauer bis zu einer Muskelreaktion bestimmt. Diese Bestimmung kann wiederum über die erfindungsgemäß vorgesehene Sensoreinrichtung erfolgen.

Zur Durchführung einer entsprechenden Diagnose ist erfindungsgemäß weiterhin eine Einrichtung zum Erhöhen der Reizstromamplitude in Abhängigkeit von der Anlagezeit vorgesehen, wobei der Gradient der Erhöhung von einem diskreten Wert zum nächsten selbsttätig verändert wird.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 den Verlauf einer I-T-Kurve bei Verwendung von Rechteckimpulsen,

Fig. "2 den Verlauf einer I-T-Kurve bei Verwendung von Dreieckimpulsen, und

Fig. 3 eine blockschaltbildartige Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reizstrom-Geräts. · -COPY

In Fig. 1 ist der Verlauf einer I-T-Kurve bei Verwendung rechteckförmiger Impulse eingezeichnet. Man erkennt, daß die Kurve gegen längere Einschaltzeiten bzw. Impulsdauern hin in eine horizontale Asymptode übergeht. Der dieser Asymptode entsprechende Wert der Reizstromintensität wird als Rheobase bezeichnet. Darüber hinaus wird zur Charakterisierung der Kurven der sogenannte Chronaxie-Wert herangezogen, d.h. jene Zeit, welche durch den Kurvenverlauf dem doppelten Wert der Rheobase zugeordnet ist. In der Figur ist die Chronaxie mit li und die Rheobase mit a bezeichnet.

Weiterhin sind in Fig. 1 zur Veranschaulichung einige Meßpunkte eingetragen, welche dadurch erhalten werden können, daß die Reizstromintensität von einem Basiswert ausgehend jeweils auf den nächsten diskreten Wert erhöht wird und man die jeweils einem solchen Wert entsprechende Zeit bis zum Ansprechen eines Muskels bestimmt.

In Fig. 2 ist eine I-T-Kurve bei Verwendung von dreieckförmigen Impulsen eingezeichnet. Man erkennt, daß diese Kurve gegen längere. Impulsdauern hin wieder ansteigt und sich so von der Kurve bei Verwendung rechteckiger Impulse unterscheidet.

Auch hier ist eingezeichnet, wie mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Geräts Meßpunkte erhalten werden können, indem man die Reizstromintensität vom Wert Null ausgehend mit einem bestimmten Gradienten ansteigen läßt und den Gradienten nach und nach um einen bestimmten Wert erhöht.

Sowohl bei der Verwendung von Rechteckimpulsen als auch bei der Verwendung von Dreieckimpulsen gilt, daß bei einer beschädigten Muskulatur der Kurvenanstieg jeweils schon bei erheblich längeren Impulsdauern bzw. Einschaltzeiten er-

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folgt, wobei im Fall von Dreieckimpulsen der annähex"nd lineare Verlauf über einen verhältnismäßig großen Zeitbereich nicht beobachtet wird.

In Fig. 3 ist ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Reizstromtherapie- und Diagnose-Geräts dargestellt. Dabei ist in einem Gehäuse 1 eine Stromquelle 2 untergebracht, welche Konstantstrom liefert. Dieser Stromquelle ist eine Einstelleinrichtung 3 für die Reizstromamplitude nachgeschaltet. Dieser ist wiederum eine Reizstrom-Aus- und -Einschalteinrichtung 4 nachgeordnet, an welche sich ein Geräteausgang 5 anschließt. Der andere Ausgang der Stromquelle 2 ist direkt mit einem zweiten Geräteausgang 6 verbunden.

Der Ein- und Ausschalteinrichtung ist eine Zeitmeß-Einrichtung 7 zugeordnet, welche zur Messung der Einschaltzeiten dient.

Zur Steuerung der Werteinstellung dient ein Mikroprozessor mit einem Speicher 9. Dem Mikroprozessor 8 ist eine Anzeigeeinrichtung Io nachgeordnet und eine Ausgabeeinrichtung 11, ' welche z.B. durch einen Bildschirm oder einen Drucker gebildet ist.

Der Amplituden-Einstelleinrichtung ist eine Amplitudenwertvorgabe-Einrichtung 12 vorgeordnet, welche auf die Amplituden-Einstel!einrichtung 3 einwirkt und von der Ein- und Ausschalteinrichtung beim Ausschalten ein Signal erhält zur Erhöhung der Wertvorgabe auf den nächsthöheren Wert. Über einen dritten Geräteausgang bzw. -eingang 13 ist ein Sensor 14 angeschlossen. Dieser Sensor 14 ist berührungsempfindlich und gibt dann ein Signal ab, wenn aufgrund einer Reizung des Muskels eine Reaktion desselben eintritt. Der Sensor 14 kann eine druck- oder dehnungsempfindliche Einrichtung umfassen.

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" Zur Erzeugung der Reizung dienen die Elektroden 15 und 16, welche den Sensor 14 einschließend im Diagnoseberoich an das Diagnoseobjekt 17 angelegt werden. Die Elektroden 15, sind an den Geräteausgängen 5, 6 angeschlossen.

Ein von dem Sensor 15 abgegebenes Signal wird in der Umsetzeinrichtung 18 in ein Betätigungssignal zum Ausschalten dos Reizstromes für die Ein- und Ausschalteinrichtung 4 umgesetzt,

Ein derartiges Reizstrom-Gerät arbeitet zur Ermittlung einer I-T-Kurve unter Verwendung rechteckförmiger Impulse wie folgt:

Die Elektroden 15 und 16 werden im Bereich eines zu untersuchenden Muskels an den Patienten angelegt. Ebenso wird der Sensor 14 in diesem Bereich angelegt. Nun wird über die Amplituden-Einstel!einrichtung 3 nach manueller Auslösung durch eine nichtdargestellte Betätigungseinrichtung die Reizstrom-Amplitude entsprechend der Amplitudenwertvorgabe-Einrichtung 12 Schritt für Schritt erhöht, wobei der Abstand der einzelnen Werte im Speicher gespeichert sein kann, so daß in dieser Eingangsphase die Stromwerte zur Erfassung der Rheobase dichter liegen, oder die Werterhöhung um einen jeweils konstanten Wert erfolgt. Dabei wird der Reizstrom selbständig nach einer vorgegebenen, relativ langen Zeit ausgeschaltet, z.B. nach 5oo ms. Durch das Ausschaltsignal wird die Amplitudenwertvorgabe-Einrichtung jeweils veranlaßt, den Amplitudenwert zu erhöhen.

Nach dem erstmaligen Ansprechen des Sensors 14 wird durch dieses Ansprechen über die Umsetzeinrichtung 18 die Ein- und Ausschalteinrichtung betätigt, d.h. der Reizstrom wird abgeschaltet und der nächsthöhere Wert eingestellt. Bei

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den nachfo]gendon Durchläufen wird die Einscha]tzeit immer kurzer. Diese Einschaltzeit wird jeweils durch die Zeitmeßeinrichtung 7 gemessen und im Speicher 9 abgelegt, wobei hierzu jeweils zugeordnet die eingestellte Reizstrom-Amplitude abgespeichert wird. Die Anzeigeeinrichtung Io zeigt jeweils den gemessenen Zeitwert an und gestattet so schon während der Messung eine Kontrolle, daß diese ordnungsgemäß abläuft.

Sobald die Reizstromintensität einen vorgegebenen Grenzwert erreicht hat, wird der Durchlauf beendet. Während des Durchlaufs logarithmiert der Rechner 8 die gemessenen Zeitwerte und gibt das Ergebnis zusammen mit den jeweils zugehörigen Amplitudenwerten auf die Ausgabeeinrichtung 11, welche durch einen Drucker gebildet werden kann. Ein solcher als sogenannter Plotter ausgebildeter Drucker kann dann praktisch die vollständige gemessene I-T-Kurve ausdrucken, welche aufgrund der logarithmischen Einteilung der Zeitskala mit bekannten, in der Literatur veröffentlichten Kurven verglichen werden kann.

Grundsätzlich ist es weiterhin ohne weiteres möglich, die Meßpunkte rechnerisch durch eine hyperbolische Annäherung zu interpolieren und dann Rheobase und Chronaxie als typische Werte ebenfalls auszudrucken.

Man erkennt also, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung die Aufnahme von I-T-Kurven erheblich erleichtert wird und nach entsprechender Einweisung gegebenenfalls auch von medizinischem Hilfspersonal durchgeführt werden kann. Da durch das erfindungsgemäße Reizstrom-Gerät der Patient wenig belastet wird und die Diagnosezeit erheblich verkürzt ist, ist es auch möglich, ganze Muskelbereiche punktweise

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nacheinander zu untersuchen, um die räumliche Vorteilung eines Muskeldefekts festzulegen.

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Claims (8)

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   DIPL..ING. DR. MANFRED RAU DIPL.-PHYS. DR. HERBtRT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHIN FAUNTA

   VNR: Io6 984 Nürnberg, den 19.08.1983

   S/Ba ·

   PHYSIOMED-Medizintechnik GmbH, Bayreuther Straße 14, 8563 Schnaittach bei Nürnberg

   Ansprüche

   j. Reizstromtherapie- und/oder Diagnose-Gerät mit wenigstens zwei Elektroden zur Anlage eines Reizstromes an einen Patienten und mit Einrichtungen zum veränderbaren Einstellen der Reizstroin-Amplitude und der Impulsdauer bei impulsförmiger Stromanlagc, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (3) zum selbsttätigen Einstellen diskreter Stromamplituden und/oder Impulsdauern derart, daß ausgehend von einem eingestellten Basiswert die darüber- oder darunterliegenden Werte nacheinander nach jeweils einer dazwischenliegenden Pause eingestellt werden.
2. 2. Reizstromtherapie- und/oder Diagnose-Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) nacheinander diskrete Impulsdauern einstellt und in jeder Einstellung von einem Basiswert ansteigend die Reizstrom-Amplitude erhöht, wobei die Reizstromauslösung selbsttätig erfolgt.
3. 3. Reizstromtherapie- und/oder Diagnose-Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) - ausgehend von einem niedrigen Basisstromwert - jeweils selbsttätig einen

   D-850Ü NORNBERG 91 POSTFACH 91 04 80 LANGE ZEILE 30 TELEFON 09 11 / 371 47 TELEX Oi / 23 965 POSTSCHECK NBG. 184352 ■ I

   nächsthöheren, diskreten Wert der Reizstromamplitude einstellt, wobei eine Sensoreinrichtung (14) zum Erfassen einer Muskel- und Nervenbewegung vorgesehen ist, welche mit dem Reizstromgerät verbunden ist und nach Feststellung einer Muskel- bzw. Nervenreaktion den anliegenden Reizstrom abstellt.
4. 4. Reizstromtherapie- und/oder Diagnose-Gerät nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (7) zum Messen und/oder Anzeigen der Zeit zwischen dem Ein- und Ausschalten des Reizstromes.
5. 5.' Reizstromtherapie- und/oder Diagnose-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (9) zum Abspeichern der gemessenen Werte.
6. 6. Reizstromtherapie- und/oder Diagnose-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (11) zur Darstellung der gespeicherten Werte in Abhängigkeit von den jeweils eingestellten Amplitudenwerten.
7. 7. Reizstromtherapie- und/oder Diagnose-Gerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Rechnereinrichtung (8) zur logarithmischen Darstellung der gemessenen Zeit.
8. 8. Reizstromtherapie- und/oder Diagnose-Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erhöhen der Reizstrom-Amplitude in Abhängigkeit von der Anlagezeit, wobei der Gradient der Erhöhung von einem diskreten Wert zum nächsten selbsttätig verändert wird.