DE4014770A1 - Einrichtung zur erwaermung des menschlichen koerpers - Google Patents

Description

Die Einrichtung dient der Erzeugung einer Hyperthermie des Menschen durch tiefenwirksame Infrarot-A-Strahlung im Rahmen einer medizinischen Maßnahme, z. B. einer Tumortherapie. Sie ist auch als Wärmeeinrichtung für eine Sauna, insbesondere Heimsauna einsetzbar.

Zur Erzielung einer Hyperthermie sind neben anderen Wärmequel­ len auch Infrarotstrahler bekannt. Dabei wird die besonders tiefenwirksame und hautschonende Infrarot-A-Strahlung angewen­ det (DE-OS 34 01 492; DE-OS 31 27 054; DD-PS 2 87 796; DD-PS 2 57 200). Die beschriebenen Strahler erzeugen eine hochinten­ sive IR-A-Strahlung.

Einrichtungen zur Infrarot-A-(Ganzkörper)Hyperthermie haben durch den verhältnismäßig geringen gerätetechnischen als auch bautechnischen und installationsmäßigen Aufwand erhebliche Vorteile im Vergleich zu anderen Techniken, die beispielsweise mit HF-Energie arbeiten.

Die Nachteile aller bisher bekannten technischen Lösungen zur Infrarot-A-Hyperthermie sind folgende:

Durch ein relativ niedriges Gesamt-Bestrahlungsleistungs-Ange­ bot der Hyperthermieanlagen ist die Zeitdauer bis zum Errei­ chen der Körperkern-Zieltemperatur sehr groß und damit der Temperatur-Zeit-Gradient so gering, daß die zur Therapie er­ forderliche Zeitdauer unnötig lang ist und der Patient übermä­ ßigen Belastungen ausgesetzt wird. Dieses Verhalten wird oft durch eine mangelnde Dämmung der Wärmeverluste des Patienten begünstigt, was die Energiebilanz zusätzlich negativ beein­ flußt.

Umgibt man den Patienten bei anderen Hyperthermieeinrichtungen mit einer genügend dimensionierten Wärmedämmung, so verhindert diese eine schnelle Zugänglichkeit des Personals zum Patienten und erzeugt eine das Wohlbefinden des Patienten beeinträchti­ gende Einengung.

Der effektive Einsatz von Hochleistungs-Infrarot-A-Strahlungs­ quellen wird durch eine ungenügend dem Körperprofil angepaßte und nicht homogenisierte Bestrahlungsstärkeverteilung limi­ tiert, wodurch auf Grund der Hautverträglichkeit die Bestrah­ lungsstärke niedrig gehalten werden muß. Auch das wirkt sich auf die Gesamt-Energiebilanz, den Temperatur-Zeit-Gradienten und damit auf die Patientenverträglichkeit negativ aus.

für die in letzter Zeit verstärkt angewendete Kombinations­ therapie, bei der Hyperthermie beispielsweise mit Radiothera­ pie kombiniert wird, ist es notwendig, während einer Hyper­ thermiepause den Patienten ohne größeren Zeit- und Temperatur­ verlust zu transportieren, um ihn dem genannten Therapie­ schritt zuzuführen.

Ein Mangel der bekannten Hyperthermieeinrichtungen besteht darin, daß während der Manipulation am Patienten oder durch die Patientenumlagerung zur Durchführung adjuvanter Therapie­ schritte unvertretbare Temperaturabsenkungen auftreten, da diese Maßnahmen zu viel Zeit beanspruchen und eine ausreichen­ de Wärmedämmung nicht ständig gewährleistet ist.

Als Erwärmungseinrichtung zur Erzielung des Saunaeffektes sind eine Vielzahl von Einrichtungen bekannt. Die Körpererwärmung und der medizinische Saunaeffekt beruhen dabei nahezu aus­ schließlich auf dem Temperaturaustausch der warmen Luft mit den äußeren und inneren Körperoberflächen (Wärmeübergang Haut/ Lunge).

Die Nachteile einer solchen Sauna, insbesondere wenn sie für die Heimanwendung gedacht ist, liegen in einem hohen bautech­ nischen Aufwand, da separate hoch-wärmedämmende Saunaräume mit speziellen Innenholzauskleidungen usw. gebaut werden müssen, einer energieintensiven Wärmequelle, die den gesamten Sauna­ raum (Raumluft und bautechnische Konstruktion) beheizen muß, einer langen Inbetriebsetzungsphase bis die Sauna im nutzungs­ bereiten Zustand (Anheizphase, Erreichen der Betriebstempera­ tur) ist und einer Energieform, die der menschliche Körper nur kurzzeitig ohne Schädigung vertragen kann.

Weiterhin sind Therapieeinrichtungen bekannt, die Infrarot­ strahlung zur lokalen Wärmeapplikation nutzen (DE-OS 31 27 054). Alle bekannten, auf Infrarotbasis beruhenden Ein­ richtungen, bewirken keinen oder nur einen stark abgeschwäch­ ten Saunaeffekt ohne die bekannten systemischen und kreislauf­ stimulierenden Auswirkungen.

Es ist eine Erwärmungseinrichtung zu schaffen, die geeignet ist, bei geringem apparativen Aufwand am Menschen zur thera­ peutischen Behandlung eine Hyperthermie zu erzeugen und ins­ besondere für kleine Saunen, d. h. für eine Heimsauna für Ein­ zelpersonen. Die Einrichtung soll raumsparend sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erwärmung des menschlichen Körpers zu schaffen, die unter An­ wendung der IR-A-Strahlung zur Ganzkörperhyperthermie geeignet ist. Es soll in patientenverträglicher Weise ein hoher Tempera­ tur-Zeit-Gradient durch weitgehend homogene, dem Körperprofil angepaßte Bestrahlungsstärke erzielt werden, wobei eine milde Hyperthermie in kurzer Zeit zur Wirkung kommen soll. Die Zu­ gänglichkeit zum Patienten während der Hyperthermie muß gewähr­ leistet sein. In Therapiepausen muß es möglich sein, den Pa­ tienten anderen Therapiemaßnahmen zuzuführen, ohne daß ein we­ sentlicher Temperaturverlust eintritt. Die Einrichtung soll auch die Erwärmung des Körpers zum Erreichen des Saunaeffektes hervorrufen und dadurch zur Verwendung als Heimsauna für Ein­ zelpersonen verwendbar sein. Sie soll geringen Platz erfordern und im unbenutzten Zustand verkleinerungsfähig sein. Besondere Baumaßnahmen und Installationen sollen nicht erforderlich sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Einrichtung, beste­ hend aus mehreren einzelnen oder in Gruppen zusammengefaßten langgestreckten IR-A-Hochleistungsstrahlungsquellen, die um den Körper verteilt angeordnet sind, und einer infrarot-A- durchlässigen Lagerungseinrichtung dadurch gelöst, daß die IR-A-Hochleistungsstrahlungsquellen in vier Gruppen axialsym­ metrisch und äquidistant in einem Abstand von 30 bis 70 cm vom Körper mit einem Positionswinkel von 10 bis 30° so angeordnet sind, daß der Körper nahezu allseitig mit einer homogenen Be­ strahlungsstärke von <5 W/dm² Körperoberfläche bestrahlt wird. Die Elemente der Lagerungseinrichtung und Strahlereinheit sind so ausgebildet und angeordnet, daß der Körper des Patienten ungehindert zugängig und/oder mit den Elementen der Lagerungs­ einrichtung leicht entfernbar ist.

Es ist vorteilhaft, um in Hyperthermiepausen keinen Wärmever­ lust am Körper zuzulassen, um den Körper eine für IR-A-Strah­ lung hochdurchlässige und/oder diese reflektierende Folie so anzuordnen, daß sie im Bedarfsfall teilweise schnell entfern­ bar ist.

Zur besseren, insbesondere homogenen Energieeinwirkung auf den Körper, sind die IR-A-Hochleistungsstrahlungsquellen von einem zur Abstrahlungsrichtung axialsymmetrischen Reflektor mit dop­ pelschaligem Zylinderprofil umgeben. Zweckmäßigerweise besteht das doppelschalige Zylinderprofil aus zwei um einen Knickwin­ kel von 150 bis 160° abgewinkelten zylinderförmigen Segmenten mit Kreisquerschnitt. Die Hochleistungsstrahlungsquellen sind im Reflektor so positioniert, daß der exzentrische Abstand zwischen den Achsen des Zylindersegmentes und der Strahlungs­ quelle das 0,35 bis 0,5fache des Reflektorradius ist.

Um in unbenutztem Zustand der Einrichtung Raum zu sparen ist es vorteilhaft, die Strahlungsquellen einschließlich ihrer Be­ festigungselemente und die Lagerungseinrichtung klappbar aus­ zuführen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung bestehen in ei­ ner gleichmäßig über die gesamte Körperoberfläche des Patien­ ten verteilten Energieflußdichte, mit der Körpertemperaturan­ stiegsgeschwindigkeiten bei einer Hyperthermie erreicht werden, die es gestatten, die Aufheizphase auf die klinisch vertretba­ re Minimalzeit zu verkürzen. Für die Haut des Menschen sind dabei keine Komplikationen zu erwarten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht in der Möglichkeit, bei Unterbrechung der Hyperthermie den Patienten, ohne Zeit­ verzug durch Umlagerung oder Aufbringen von Wärmedämmaßnahmen, auf der beweglichen Patienten-Lagerungsvorrichtung zu trans­ portieren, um ihn beispielsweise einer radiologischen Therapie zuzuführen.

Bei der Verwendung der Einrichtung als Heimsauna besteht der Vorteil in der universellen Aufstellbarkeit und den universel­ len Anwendungsmöglichkeiten. Großer Platzbedarf, separate Räumlichkeiten und ein hoher bautechnischer Aufwand entfallen. Die Einrichtung ist sofort nach dem Einschalten betriebsbe­ reit. Die Aufheizzeiten der bekannten Wärmequellen entfallen vollkommen. Der Energiefluß zum Benutzer ist sofort voll wirk­ sam. Der Körpertemperaturanstieg pro Zeiteinheit ist genauso­ groß oder höher als in der konventionellen Sauna, ohne daß thermische Schädigungen der Haut oder Unbehaglichkeit auftre­ ten. Die Verträglichkeit ist sehr gut und die kreislaufmäßige Belastung unbedenklich. Die Anwendungszeit kann häufig wesent­ lich über das gewohnte Maß ausgedehnt werden.

Nach ersten Beobachtungen treten die physiologischen und thera­ peutischen Wirkungen in ähnlicher Weise bzw. wesentlich ver­ stärkt auf, wie sie die herkömmliche Sauna bietet.

Die Zeichnungen zeigen zwei Einsatzgebiete der Ein­ richtung

Fig. 1 eine Anordnung der Strahler um den Körper des Patien­ ten im Schnitt als Hyperthermieeinrichtung,

Fig. 2 eine Einrichtung als Heimsauna ausgebildet im Schnitt.

In Fig. 1 befindet sich der Patient 1 auf einer Lagerungsein­ richtung, deren eigentliche Liegefläche ein knotenloses Liege­ netz 2 zwischen einem Rohrrahmen 3 ist. Eine zur Erzielung der selektiven optischen Eigenschaften mit einer speziellen Be­ schichtung versehene dünne 10 µm PETP-Folie 4 ist von einem leichten Gestell (nicht gezeichnet) oberhalb des Patienten 1 in einem Abstand zur Körperoberfläche von ca. 15 cm gehaltert. Dieses Gestell ist direkt auf die Lagerungseinrichtung aufge­ setzt und leicht entfernbar. Unterhalb des Patienten 1 ist die Folienhalterungseinrichtung fest mit der Lagerungseinrichtung verbunden. Der Abstand zwischen Folie 4 und Körperoberfläche beträgt auch hier ca. 15 cm. Oberhalb und unterhalb des Pa­ tienten 1 sind in einem Abstand von 50 cm von der Patienten­ mitte und in einem Positionswinkel α von jeweils 25° vier IR- A-Strahlergruppen 5 an einem Gestell (nicht gezeichnet) befe­ stigt. Zu jeder unteren Strahlergruppe 5 gehören drei Einzel­ strahler mit einer maximalen patientenwirksamen Bestrahlungs­ stärke von 150 W. Zu jeder oberen Strahlergruppe 5′ gehören jeweils zwei dieser Einzelstrahler. Jeder Strahler ist in sei­ ner Leistung stufenlos einstellbar und zur homogenisierten Be­ leuchtung mit einem zylindrischen Doppelschalenreflektor (Zy­ linderradius: 100 mm; Knickwinkel: 156°) ausgerüstet. Die kom­ plette Lagerungseinrichtung ist als fahrbare Liege ausgebil­ det. Sie kann, ohne durch das Strahlertragegestell behindert zu werden, längsaxial verfahren werden.

Mit dieser Infrarot-Hyperthermieeinrichtung ist es möglich, patientenverträgliche Hyperthermien durchzuführen, bei welchen ein Temperaturanstieg von 3 K in einer Stunde erreicht werden. Der Transport des erwärmten Patienten 1 im Anschluß an die Aufheizphase zwecks Zuführung zu einer zwischengeschalteten Radiotherapie führt zu einer Abkühlung des Patienten von maxi­ mal 0,3 K in 20 Minuten.

In Fig. 2 sind an einem Rahmengestell 6 die Lagerungseinrich­ tung 7, die untere und die obere Strahlergruppe 5 jeweils schwenkbar befestigt. Der Benutzer 1 liegt während des Aufent­ haltes in der Wärmeeinrichtung auf einem knotenlosen Liegenetz 2, das die Infrarot-A-Strahlung ungehindert an den Körper 1 läßt, wobei keinerlei Eigenerwärmung des Liegenetzes 2 auf­ tritt. Die Strahlergruppen 5 sind unten mit 6 und oben mit 4 Infrarot-A-Hochleistungsstrahlungsquellen bestückt.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Erwärmung des menschlichen Körpers, beste­ hend aus mehreren einzelnen oder in Gruppen zusammengefaß­ ten langgestreckten Infrarot-A-Hochleistungsstrahlungsquel­ len, die um den Körper verteilt angeordnet sind, und einer Lagerungseinrichtung, die infrarot-A-durchlässig ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Infrarot-A-Hochleistungs­ strahlungsquellen in vier Gruppen axialsymmetrisch und äquidistand in einem Abstand von 30 bis 70 cm vom Körper (1) mit einem Positionswinkel α von 10 bis 30° so angeord­ net sind, daß der Körper (1) nahezu allseitig mit einer ho­ mogenen Bestrahlungsstärke <5 W/dm² Körperoberfläche be­ strahlbar ist und daß die Elemente der Lagerungseinrichtung und Strahlereinheit so angeordnet und ausgebildet sind, daß der Körper ungehindert zugängig und/oder mit den Elementen der Lagerungseinrichtung entfernbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um den Körper eine für Infrarot-A-Strahlung hochdurchlässige und/oder diese reflektierende Folie (4) so angeordnet ist, daß sie zumindest im Bedarfsfall teilweise schnell entfern­ bar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochleistungsstrahlungsquellen von einem zur Ab­ strahlungsrichtung axialsymmetrischen Reflektor mit doppel­ schaligem Zylinderprofil umgeben sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das doppelschalige Zylinderprofil aus zwei um einen Knick­ winkel von 150 bis 160° abgewinkelten zylinderförmigen Seg­ menten mit Kreisbogenquerschnitt gebildet ist und daß die einzelnen Hochleistungsstrahlungsquellen in dem Reflektor so positioniert sind, daß der exzentrische Abstand zwischen den Achsen des Zylindersegmentes und der Hochleistungs­ strahlungsquelle das 0,35 bis 0,5fache des Reflektorradius ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Lagerungseinrichtung und Hochleistungsstrahlungsquellen einschließlich ihrer Befestigungselemente sowie die Lage­ rungseinrichtung bei Nichtbenutzung klappbar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen zur Erfassung technischer und biologi­ scher Meßwerte zur Regelung und Abschaltung der Hochlei­ stungsstrahlungsquellen angeordnet sind.