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Kondensatorelektrode für die medizinische Behandlung mit kurzwelligen
elektrischen Schwingungen Die Erfindung betrifft eine Elektrode für die medizinische
Behandlung im Kondensatorfeld mit kurzwelligen elektrischen Schwingungen. Derartige
Elektroden für Kondensatorfeldbehandlung «-aren anfangs so ausgebildet, daß sich
zwischen der. Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt eine nur wenige Millimeter
dicke Schicht aus Zell'horn. Gummi, Glas, Porzellan oder Quarz befand. Elektroden
dieser Art besitzen zwar gegenüber den sog. Strom- oder Kontaktelektroden, wie sie
von der Langwellendiathermie her bekannt sind, den Vorteil, daß Verbrennungen an
der -Oberfläche des Behandlungsobjektes nicht mehr auftreten. Die Erwärmung ist
aber bei Benutzung dieser Elektroden im wesentlichen auf die Oberfläche des Behandlungsobjektes
beschränkt. Später wurde festgestellt, daß eine Erwärmung auch tiefer gelegener
Schichten des Behandlungsobjektes erreicht wird, wenn die Elektroden in einem Abstand
vom Behandlungsobjekt angebracht «-erden, wenn das Behandlungsobjekt also auch die
die Metallelektrode bedeckende Isolierschicht nicht berührt. Hiervon ausgehend wurden
Elektroden geschaffen, bei denen zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt
ein mehr oder weniger vollständig abgeschlossener, bis zu mehreren Zentimetern tiefer,
mit Luft ausgefüllter Raum vorgesehen ist. Die Tiefenwirkung nimmt bei Benutzung.
solcher Elektroden mit größer werdendem Abstand zwischen Metallelektrode und Behandlungsobjekt
zu. Diese Feststellung zwingt eigentlich dazu, den Abstand zwischen der Metallelektrode
und dem
Behandlungsobjekt möglichst groß zumachen. Einer beliebigen
Vergrößerung dieses Abstandes sind aber in der Praxis dadurch Grenzen gesetzt, daß
i. die Gesamtkapazität der Behandlungsanordnung, die sich zusammensetzt aus der
Kapazität des Behandlungsobjektes und aus den damit in Reihe liegenden, durch den
Luftabstand gebildeten Kapazitäten, schließlich so klein wird, daß der Behandlungskreis
nicht mehr auf dieWellenlänge der zur Behandlung benutzten Schwingungen abgestimmt
werden kann, und 2. die Leistung der bisher für :die Behandlung mit kurzwelligen
elektrischen Schwingungen benutzten Generatoren nicht mehr ausreicht, dem Behandlungsobjekt
über die großen Luftabstände hinweg eine für die medizinische Behandlung ausreichende
Hochfrequenzenergie zuzuführen.
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Das unter a Angeführte ist auch der Grund dafür, daß man bei nicht
sehr leistungsstarken Generatoren stets. die bekannten Elektroden mit einer nur
wenige Millimeter dicken Gummischicht zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt
benutzt. Man bemüht sich aber auch, hei Benutzung dieser Elektroden die Tiefenwirkung
nach Möglichkeit zu vergrößern, und verwendet sie deshalb in der Regel in Verbindung
mit einer mvi:clien der gummiisolierten Elektrode und dem Behandlungsobjekt anzuordnenden
Schicht aus Isolierstoff mit faserstoffartiger Struktur, wie Filz od. d.-1. Isolierstoff
mit faserstoffartiger Struktur a t man deshalb, weil er stark lufthaltig
ist. 'Man w ähl ist also bestrebt, denjenigen Elektroden, bei denen ein lediglich
mit Luft ausgefüllter Raum zwischen Metallelektrode und Behandlungsobjekt vorgesehen
ist. in der Wirkung möglichst nahezukommen.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Bestrebungen, von
denen man bisher bei der Konstruktion einer Elektrode für die Behandlung finit kurzwelligen
elektrischen Schwingungen ausging, falsch sind. Es kommt, um .eine möglichst günstige
Tiefenwirkung zu erzielen, nicht darauf an, daß der zwischen der :Metallelektrode
und, dem Behandlungsobjekt vorgesehene Raum mit Luft ausgefüllt ist, sondern darauf,
daß er bei einer inÖglichst großen Tiefe nur einen geringen Widerstand für die zur
Behandlung benutzten elektrischen Schwingungen darstellt. Eine weitere Forderung
ist, daß das zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt eingeschaltete
Medium den Verlauf der Feldlinien nicht in einem für die Behandluii,>- ungünstigen
Sinne beeinflußt. Diese Erkenntnis war das Ergebnis einer eingehenden Untersuchung
.der bei der Behandlung mit kurzwelligen elektrischen Schwingungen im Behandlungsobjekt
und in der Nähe der Elektroden auftretendenelektrischen Verhältnisse. Bei dieser
Untersuchung wurde im einzelnen folgendes festgestellt: In der -Nähe der Metallelektroden
ist eine starke Verdichtung der Feldlinien festzustellen. Demzufolge ist das elektrische
Feld zwischen zwei sich gegenüberstehenden Metallelektroden in ihrer Nähe stark
inliomogen und nur in seinem mittleren Teil weitgehend gleichmäßig. Haben die Elektroden
einen großen Abstand vom Behandlungsobjekt, so ist das Behandlungsobjekt nur dem
mittleren, nah~-zu gleichmäßigen Teil des Feldes ausgesetzt, und die Erwärmung des
Behandlungsobjektes ist weitgehend gleichmäßig, die Tiefenwirkung also gut. Befinden
sich die Behandlungselektroden nahe an der Oberfläche des Behandlungsobjektes, so
ist die Feldliniendichte an der Oberfläche des Behandlungsobjektes bedeutend größer
als im Innern des Behandlungsobjektes und demzufolge die Erwärmung ungleichmäßig
und die Tiefenwirkung ungiinstig.
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Sind die Elektroden, wie bekannt, in einem möglichst großen, im wesentlichen
mit Luft ausgefüllten Abstand vom Behandlungsobjekt angeordnet, dann liegen mit
dem Behandlungsobjekt zwei sehr kleine Kapazitäten in Reihe, die einen großen Widerstand
für die Hochfrequenzenergie darstellen. Diese kleinen Kapazitäten sind dadurch bedingt,
daß das den: Abstand zwischen der Metallelektrode und dem Behandlungsobjekt ausfüllende
Medium, nämlich die Luft oder der Filz, eine sehr kleine Dielektrizitätskonstante
hat. Verwendet man an dieser Stelle ein -Nlediuin mit einer größeren Dielektrizitätskonstante,
so wird die Vorschaltkapazität vergrößert und der durch die Vorschaltkapazität bedingte
Widerstand für die Hochfrequenzenergie verringert.
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Schaltet man in Reihe mit dem Behandlungsobjekt eine Luftschicht oder
eine lufthaltige Schicht, so ergibt sich eine Reihenschaltung aus einem Medium mit
sehr kleiner Dielektrizitätskonstante (Luft = i) und einem Medium mit großer Dielektrizitätskonstante
(biologisches Gewebe= etwa 8o). An der Grenzschicht zwischen diesen beiden Stoffen
tritt eine Brechung der Feldlinien ein, und zwar werden beim Übergang der Feldlinien
vom Luftraum in das Behandlungsobjekt die Feldlinien nach dem Tangensgesetz vom
Einfallslot weggebrochen. Die Änderung der Richtung der Feldlinien ist in -diesem
Fall so groß, daß bereits bei einer kleinen Abweichung des Einfallwinkels von go°
die Feldlinien so gebrochen werden, daß sie dicht unter der Oberfläche des Behandlungsobjektes
entlang laufen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Kondensatorelektrode für die medizinische
Behandlung mit kurzwelligen elektrischen Schwingungen, bei der die Nachteile der
bekannten Elektroden dieser Art dadurch vermieden sind, daß eine zwischen der Metallelektrode
und dem Behandlungsobjekt angeordnete, aus festem oder flüssigem Isolierstoff mit
faserstofffreier Struktur bestehende Schicht von mindestens io min Dicke eine Dielektrizitätskonstante
aufweist, die möglichst groß, aber nicht größer als io ist. .-.ls zweckmäßig hat
sich herausgestellt, zwischen der lletallelektrode und dem Behandlungsobjekt eine
zwischen io und .4o min dicke Schicht aus verlustarmem Hochfrequenzisolierstoff
mit einer Dielektrizitätskonstante von fast io, aber nicht größer als io vorzusehen.
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Soweit vom medizinischen Standpunkt aus der zwischen der Metallelektrode
und dem Behandlungsobjekt angeordnete Isolierstoff unbedingt deformierbar sein muß,
empfiehlt es sich, bei der
Verwendung an sich fester Stoffe diese
in pulverisierter Form zu verwenden.. Das Pulver wird zweckmäßig in eine im Vergleich
zu der Pulverschicht dünnwandige Isolierhülle, z. B. aus Gummi, eingebracht.
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Bei der Verwendung flüssiger Isolierstoffe empfiehlt es sich ebenfalls,
diese Stoffe in eine deformierbare Isolierhülle aus Gummi od. dgl. einzubringen.
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Es können auch deformierbare feste Isolierstoffe, wie Wachs, den Raum
zwischen der hietallelel:trode-und dem Behandlungsobjekt ausfüllen. Mit Rücksicht
darauf, daß- diese Stoffe in der Regel eine-Dielektrizitätskonstante besitzen, die
- erheblich kleiner als io ist, ist es zur Erhöhung der Dielektrizitätskonstante
bis auf io zweckmäßig, sie mit Stoffen höherer Dielektrizitätskonstante gemischt
zu verwenden.
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Bei - den flüssigem und deformierbaren festen Isolierstoffen kann
eine Vergrößerung der Dielektrizitätskonstante auch durch eine Beimengung eines
pulverisierten Metalls erzielt werden.
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Die Erfindung schließt nicht aus, daß der zwischen der Metallelektrode
und dem Behandlungsobjekt vorgesehene Raum nur zum Teil mit einem Isolierstoff mit
einer möglichst großen Dielektrizitätskonstante unter io ausgefüllt ist. Es ist
lediglich notwendig, daß der mit einem Medium kleiner Dielektrizitätskonstante,
z. B. mit Luft, -ausgefüllte Teil des Raumes im Verhältnis zu dem mit dem Medium
hoher Dielektrizitätskonstante ausgefüllten Teil klein ist.
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Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
zum Teil in schaubildlicher Darstellung und zum Teil im Schnitt.
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In sämtlichen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Buchstaben bezeichnet.
i ist stets die Metallelektrode, die bei den in den Fig. i bis 6 veranschaulichten
Ausführungsbeispielen mit dem Elektrodenstiel2, der an dem einen Ende den mit Gewinde
versehenen Ansatz b besitzt, verschraubt ist. Das andere Ende des Elektrodenstiels
2 ist mit einem Innengewinde a versehen. Mit 3 ist ein Überzug aus Isolierstoff
bezeichnet, der bei den Ausführungsbeispielen, die in den Fig. i, 2 und 4 veranschaulicht
sind, den Elektrodenstiel, den Rand der Elektrode und die dem Behandlungsobjekt
abgewandte Seite der Elektrode i umgibt. Bei den Ausführungsbeispielen nach den
Fig.3 und 5 sind die Metallelektrode i und der Elektrodenstiel 2 vollständig überzogen,
während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 lediglich der Elektrodenstiel einen
Überzug trägt. Der gemäß der Erfindung zwischen dem Behandlungsobjekt und der Metallelektrode
vorgesehene feste oder flüssige Isolierstoff ist mit 5 bezeichnet. Mit 6 ist das
Behandlungsobjekt gekennzeichnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i ist 5 ein starrer Isolierstoff,
der am der mit 4 gekennzeichneten Seite mit einem zweckmäßig aufgespritzten Metallüberzug
versehen ist, der mit der Metallelektrode i verlötet ist. Wie die Fig. 2 zeigt,
kann die Metallelektrode i mit dem starren Isolierstoff 5 auch durch Verschrauben
verbundem-sein. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der mit Gewinde versehene
Teil b des Elektrodenstiels- --: so lang, daß er durch die Metallelektrode i hindurchreicht.
Mit i i ist die in dem Isolierstöff 5' vorgesehene Bohrung bezeichnet, in die der
Elektrodenstiel eingeschraubt ist: Bei der Elektrode nach Fig. 3 ist zwischen der
mit Isolierstoff überzogenen Metallelektrode i und dem Behandlungsobjekt 6 die deformierbare
-Isolierhülle 7 vorgesehen, die mit dem Pulver 5 eines starren Isolierstoffes gefüllt
ist.
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Die Fig. 4 zeigt eine Elektrode, bei der -die dem Behändlungsobjekt
zugewandte Seite der Metallelektrode mit Rillen c versehen ist. Die Isolierschicht
5 besteht in diesem Fall aus einem deformierbaren festen Isolierstoff, wie Wachs
od. dgl. Die Rillen c sollen ein gutes Haften des Isolierstoffes 5 an der Metallelektrode
i bewirken.
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In der Fig. 5 ist eine Elektrode veranschaulicht, bei der eine deformierbare
Hülle 7, die mit einem flüssigen Isolierstoff mit einer Dielektrizitätskonstante
bis zu io zwischen der- mit Isolierstoff überzogenen Metallelektrode i und dem Behandlungsobjekt
6 eingeschaltet ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der Isolierstoff 5 in
einen starren Behälter io eingebracht. Die Metallelektrode i ist auf den Isolierstoff
aufgelegt. Das Gefäß io ist abgeschlossen durch einen Deckel ä, der durch die Schraube
9 mit dem Elektrodenstiel 2 verschraubt ist.
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Die Fig. 7 zeigt eine Elektrode, bestehend aus der deformierbaren,
mit Isolierstoff gefüllten Isolierhülle 7, die zusammen mit der biegsamen Metallelektrode
i in eine zweite deformierbare Isolierhülle 12 derart eingebracht ist, daß lediglich
der Anschlußteil für die Metallelektrode i nach außen ragt.