DE8903616U1 - Vorrichtung zum Messen von elektrischen Eigenschaften organischer Körper - Google Patents

Description

WpL Iig. Dr. Friedenuuin Meggl
B-Budiberger-Str. 19
8069 JsSsesdoff

17. Jan. 1989

Beschreibung

Die E: jndung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der elektrischen Eigenschaften vsbcsonders der Leitfähigkeit von organischen Körpern mittels Hochfrequenzspannungen und -Strö. Die Messung dient zur Peststellung und Lokalisierung von Änderungen der Gewebeeigenschaften bezogen auf einen Normahvert Damit ist es möglich zur Diagnose von menschlicten, tie isohen und pflanzlichen Körpern wichtige Aussagen über krankhafte Veränderungen za gewinnen.

Die Vorrichtung besteht aus einer Wechselspanungsquelle (1), die mit einem Pol über eine AnschluBelektrode (2) elektrisch an den zu untersuchenden Körper (3) angekoppelt ist, einer Abtastelektrode i6), die Ober die Körperoberfläche geführt wird, und einer elektrischen Meßvorrichtung (4), die zwischen dem anderen Pol (5) der Wechselspannungsquelle und der Abtastelektrode (6) geschaltet ist (siehe FTgJ 1). Der elektrisch leitende Teil (7), welcher das Signal aufnimmt, der Abtastelektrode, berührt den Körper (3) unmittelbar, stellt also eine galvanisch leitende Verbindung zum Körper her.

Der Stand der Technik ist gekennzeichnet durch Abtastelektroden, die in deßniertem Abstand über die Körperoberläche geführt werden, kdne elektrisch leitende Verbindung zum Körper hersteilen und kapazitiv wirken. (DP 9 SO 402 L. Machte; DE 36 23 711 Al, Prof. Dr. G. Kirchhoff, Frankreich Nr.: 1153 724; England Nrj 8 42 863; Sdswee: Nr.: 3 52 781; USA Nr.: 29 30 977).

Bei diesen Verfahren wird, wie bei vorliegender Anmeldung, e'ne hochfrequente Wechselspannung in den zu messenden Körper eingespeist Der Körper wirkt als Antenne und strahlt in geringem Maße Hochfrequent. nergie ab. Das Verfahren unr! die ei forderliche Vorrichtung wird in folgenden Veröffentlichungen beschriebet^ (G. Bittner, "Über ein neues Verfahren der Elektrodiagnostik", Ekktromedizin; Paul A. Broß, Thysikalische Grundlagen der Anthroposkopie", Vorabdruck aus Propädeutik der Hochfrequenz-Diagnostik Band I: Wissenschaftliche Grundlagen, hrsg. von der Deutschen Gesellschaft für Hochfrequenz-Diagnostik e.V., - Anthroposkopie - München 1986).

Der wesentliche Unterschied zur erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß das bekannte Verfahren, darauf beruht, daß die Auswirkung unterschiedlieher Ausbreirungsdgenschaften von elektromagnetischen Wellen im Gewebe festgestellt werden. Im Unterschied zur erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mit einer, in definiertem Abstand auf der Körperoberfläche geführten Abtastelektrode, die sich dort ausbildende, elektrische Feldstärke abgegriffen. Im weiteren Unterschied zur erfindungsgemäßen Vorrichtung hat die Abtastelektrode kerne elektrisch leitende Verbindung zum messenden Körper, sondern wirkt kapazitiv. Die gemessene Feldstärke soll Hinweise auf Änderungen der relativen Dielektrizitätskonstanten er geben, die sich bei Erkrankungen ebenfalls verändert. Unterschiede in der Dielektrizititskonstantcn sollen zu einer Beugung von Feldlinien führen, die dann Unterschiede der ru messenden Feldstärkeverteilung verursachen soll

Nachteil des bekannten Verfahrens ist eine starke Abhängigkeit des Meßwertes von der Andruckkraft der Abtastelektrode und damit Eindrucktiefe im Gewebe. Darüber hinaus besteht ebenfalls eine starke Abhängigkeit des Meßwertes vom Aufsetzwinkel der Abtastelektrode. Weiter nachteilig ist die sehr geringe Abhängigkeit der Feldstärke von physikalischen Gewebeveränderungen. Dazu kommt eine relativ starke Sensibilität der angewendeten Feldstärkemessung gegenüber eingestrahlten Fremdfeldern von Sendern, Radaranlagen und Stromvenofninacleitunizen. In der DE 36 23 711 Al Ut eine Vielzahl von Knnstniktionsformen für kapazitiv wirkende Elektroden beschrieben, welche allerdings nicht zu besseren Ergebnissen führen können und konnten, da die Schwachstellen im Meßverfahren (Feldstärkemessung) selbst begründet sind.

Im Unterschied zum Stand der Technik wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nkht die Feldstärke außerhalb wßs Körpers mit einer kapazitiv wirkenden Elektrode gemessen, sondern die Leitfähigkeit des Gewebes im Körper mit einer galvanisch wirkenden Abtastelektrode. Die Messung der Leitfähigkeit mit einer galvanisch wirkenden Abtastelektrode schließt den Einfluß von Fremdfeldern aus und ist unabhängig von der Andruckkraft und dem Aufsetz winkel der Elektrode. Darüber hinaus besteht eine relativ starke Abhängigkeit der Gewebeleifähigkeit von krankhaft bedingten Gewebeveränderungen. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewonnenen Meßwerte sind deshalb

re Aussagequalität.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung beschreibt gegenüber dem Stand der Technik ein vollständig anderes Prinzip. Die Realisierung erfolgt durch grundsätzlich anders geartete, technischen Maßnahmen. Auch alle Details der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind völlig unterschiedlich zum bekannten Stand der Technik, AQe Unterschiede zum technischen Stand werden als, zur Erfindung gehörig, beansprucht

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Anhand von bevoriugten Ausfuhningsbeiepiekn soll die Erfindung naher erläutert werden.

1 zeigt das Blockschaltbild des Verfahrens. Die Vorrichtung besteht aus einer Wechselspanungsquelle (1), die mit einem Pol über eine Anschlußelektrode (2) elektrisch an den zu untersuchenden Körper (3) angekoppelt ist, einer Abtastelektrode (S). die fiber die Kfirpernherfläche geführt wird, und einer elektrischen Meßvorrichtung (4), die zwischen dem anderen Pol (5) der Wechselspannungsquelle und der Abtastelektrode (6) geschaltet ist. Der elektrisch leitende Teil zur Signalaufnahme (7), der Abtastelektrode, stellt eine galvanische Verbindung zum Körper her. Die Wer.hse.lspiinniingsqiip.lle (1) erzeugt eine Spannung im Bereich von 0,1 V_n bis 20 V_n. Die Frequenz des unmodulierten cw-Signales liegt im Breich zwischen 30 und 300 KHz. Gute Ergebnisse werden beispielsweise mit 200 KHz erzielt.

Flgj 2 zeigt eine bevorzugte AusfOhrungsform der Anschlußelektrode (2) für menschliche Patienten. Sie besteht im wesentlichen aus einer elektrisch leitende Platte (11) die mit beiden Füßen betreten wird. Die Platte hat ein isolierendes Zwischenstück (20) zur Auflagefläche am Boden. In das Gehäuse (10) der Anschlußelektrode ist eine elektronische Schaltung (12) zur Anpassung der Wech-

der Schaltung sind zusätzlich Maßnahmen zur galvanischen Trennung von Anschlußelektrode und Wechselspannungsquelle vorgesehen. Die galvanische Trennung dient zur Entkopplung von Störungen und als Schutzmaßnahme für den Patienten vor Fehlerströmen. Die elektronische Schaltung besteht im allgemeinen Fall aus Widerständen, Transistoren, Dioden, Transformatoren und Kondensatoren. Am Steckkontakt (21) wird die Signalleitung zur Wechselspannungsquelle angeschlossen.

In F!gj 3 ist das Prinzip der Abtastelektrode (6) dargestellt. Sie besteht aus einem Gehäuse (8), einem elektrisch leitenden Teil (7) zum Herstellen einer galvanischen Meßverbindung an den untersuchenden Körper (3), und einer in das Gehäuse eingebauten, elektronischen Schaltung (9). Die elektronische Schaltung dient zur Entkopplung von Störungen, galvanischen Trennung von Abtastelektrode und Meßvorrichtung, sowie zur Anpassung des abgegriffenen Signales an die Meßvorrichtung. Wesentliches Merkmal der Abtastelektrode ist ein elektrisch leitendes Teil CT). mit dem p.inr patvanUrJi lfMtp.nrlp. Vp.rhinHiinn (Kontakt) zum zu messenden Körper (3) hergestellt wird. Zur Erzielung eines immer gleichen Obergangswiderstandes wird elektrisch leitfähiges Gel, Paste oder FlQssigkeit (22) zwischen der Kontaktfliche des elektrisch leitenden Teiles (7) und dem zu messenden Körper (3) verwendet.

Abtastelektroden für Körperhohlräume müssen desinfizierbar sein. Fig.: 4 zeigt den Aufbau einer Elektrode mit abnehmbaren Tastsköpfen (15). Sie bestehen aus einem Innenleiter (26), der mit einer Isolierung (27) umhüllt ist. Die Isolierung besteht vorzugsweise aus Teflon. Im Gehäuse (8) der Elektrode ist eine elektronische Schaltung (9) zur Signalwandlung, -Verarbeitung und Übertragung untergebracht.

Flgj 5 zeigt den schematischen Aufbau der Meßvorrichtung (4). Sie besteht

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Signale unterdrücken, welche nicht die Frequenz der Wechselspannungsquelle (1) haben, einem Meßgleichrichter (23), einem Filter (24) zur Erzielung von konstanten Anzeigewerten, und einem Ausgangsverstärker (25).

In einer bevorzugten Ausfuhnmgsfonn (FTgJ 6) sind WechseUpannungsquelle und MeBeiorkhrung mit einem Computersystem in einem Oehiuse (16) integriert. Informationen an den Bediener, graphische Darstellungen zur Bedienerführung und Meßwertanzeigen werden an einem Bildschirm (17) angezeigt. Der Bildschirrninhalt, Meßwerte, Auswertungen u.s.w. können Ober einen Drucker (IB) ausgegeben werden. Das Computersystem kann ein Personal-Commilr.r sein. Verschiedene Meß.. AumURrte- und Dnlcitimi».nt»li<wgrwnorammp.

werden mittels transpotabler Datenspeichers in das Gerät eingelesen. Dazu ist eine Daten-Lese- und -Schreibeinrichtung (13) vorgesehen. Diese Einrichtung kann ein Floppy-Disk-Laufwerk sein. Auf transportablen Datenspeichern können auch Meßergebnisse abgespeichert werden.

Claims (11)

1. Vorrichiang zum Messen von elektrischen Eigenschaften organischer Körper, mit einer Wechselspannungsquelle (1), die mit einem Pol über eine Anschlußelektrode (2) elektrisch an den zu untersuchenden Körper (3) angekoppelbar ist, und mit einer elektrischen Meßvorrichtung (4), die zwischen den anderen Pol (5) der Wechselspannungsquelle und einer über der Körperoberläche gefühlten Abtastastelcktrode (6) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Teil (7) der Abtastelektrode zur Signalaufnahme direkt auf die Oberfläche des Körpers (3) aufsetzbar und elektrisch ankoppelbar ist, also eine galvanisch leitende Verbindung zum untersuchenden Körper herstellen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastelektrode (6) aus einem Gehäuse (8), einem elektrisch leitenden Teil (7), als Kontakt zum Herstellen einer galvanischen Meßverbindung zum untersuchenden Körper (3), und einer in das Gehäuse eingebauten, elektronischen Schaltung (9) zur Anpassung des abgegriffenen Signales an die Meßvorrk'jitung, besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelektrode (2) aus einem Gehäuse (10), einem elektrisch leitenden Teil (11) zur Herstellung einer galvanischen Ankopplung an den Körper (3), und einer in das Gehäuse eingebauten, elektronischen Schaltung (12) zur Anpassung an die Wechselspannungsquelle, besteht.

4. Vorrichtnng nach Anspruch 1, dadurch grfcrnnirichnrt, daß zwischen der Wechselspannungsquelle (1) und Anschlußelektrode (2), sowie zwischen Abtastelektrode (6) und der Meßvorrricfatung (4) kerne galvanisch leitende Verbindung besteht

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle (1) eine Spannung im Bereich von 0,1 Vss bis W Vss in einem Frequenzbereich von 30 kHz - 300 KHz abgibt.

& VorrteMsng nsch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wschselspaonangsqueüi: (1) mit einer Strombugreazungsschabung aasgestatte* *st_s damii bei einem Korzscfc^ß der Wechselspannungsquelle ein eingestellter Strom sieht überschritten werden kanu.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekeacaekhnet, daß die Meßvorrichtung (4) mit einem Phasensynchrondemodulator (14) ausgestattet ist, der es beverkstelligt, daß nur Signale mit exakt der Frequenz der Wechselspannungsquelle, der Auswertung und Anzeige zugeführt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Abtastelektrode (6) mit aufsteckbaren Tastsköpfen (15) ausgestattet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Anschlüsse für einen Bildschirm und einen Drucker aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelektrode (2) aus einer elektrisch leitenden Platte (11) und einem isolierenden Zwischenstück (20) zur Auflagefläche am Boden (19) besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß speziell zur Messung in Körperhohlräumen ausgebildete Abtastelektroden vorgesehen sind.