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Einrichtung zur medizinischen Hochfrequenzbehandlung im magnetischen
Spulenfeld
Bei der Kurzwellentherapie sind Behandlungen im Kondensatorfeld, im Spulenfeld
und im Strahlungsfeld bekannt. Im Kondensatorfeld und im Spulenfeld wird vom Langwellen-
bis zum Ultrakurzwellenbereich gearbeitet, im Strahlungsfeld in der Regel nur im
Dezimeter- und Zentimeterwellenbereich. Bei der Kondensatorfeldbehandlung wird das
Behandlungsobjekt entweder zwischen Elektroden gebracht, die auf gleichem Potential
gegen Erde liegen, oder es wird das elektrostatische Feld zwischen einer dem Körper
angenäherten Elektrode und dem an Erde liegenden Patienten zur Behandlung verwendet.
Bei der Spulenfeldbehandlung ist es bekannt, entweder zur Allgemeinbehandlung den
gesamten Patienten oder zur Lokalbehandlung Teile von ihm in das Innere einer Zylinderspule
einzubringen oder dem Behandlungsobjekt Spulen aus einer oder mehreren in einer
Ebene liegenden Windungen (Spiralspulen) anzunähern. Bei der Strahlenfeldbehandlung
schließlich wilrd eine aus Antenne und Reflektor bestehende Einheit dem Behandlungsobjekt
genähert.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Spulenfeldbehandlung
und geht von folgender Erkenntnis aus: Bei der Kondensatorfeldbehandlung tritt bei
den gebräuchlichen Elektroden, die klein gegenüber dem Behandlungsobjekt sind, infolge
der
hohen Feldstärke in Elektrodennähe bei geringeren Elektroden-Haut-Abständen
eine bevorzugte Erwärmung der elektrodennahen Schichten des Behandlungsobjektes
auf. Mit zunehmendem Elektroden-Haut-Abstand wird das Feld im Behandlungsobjekt
und damit die Erwärmung zwar homogener, man müßte indessen zu für den Bau des Hochfrequenzgenerators
unwirtschaftlich großen Elektroden-Haut-Abständen übergehen, wenn man wirklich eine
weitgehende gleichmäßige Erwärmung des Behandlungsobjektes erzielen wollte. Dabei
ist noch zu berücksichtigen, daß es sich beim menschlichen Körper im wesentlichen
um eine solche Schichtung von Fett- und Muskelgewebe handelt, bei der das weniger
durchblutete und damit schlecht wärmeleitende Fettgewebe dem gut leitenden Muskelgewebe
in Richtung zur Behandlungseinrichtung hin vorgeschaltet ist. Beim Strahlenfeld
findet demgegenüber wegen der starken Absorption in der sehr wasserhaltigen Muskelschicht
eine starke Erwärmung dieser Muskelschicht statt, die jedoch wegen der exponentiellen
Energieabnahme des Strahlungsfeldes nicht im Sinne einer homogenen Erwärmung wirksam
wird. Für die Erwärmung des Behandlungsobjektes bei der Anwendung der Spulenfeldbehandlung
ist an sich maßgebend die Ausbildung von Wirbelströmen in den Schichten großer Leitfähigkeit,
also im Muskelgewebe. Die bekannten Spulen anordnungen, soweit sie für Lokalbehandlung
in Betracht kommen, sind indessen im Hinblick auf den gewünschten Erfolg einer bevorzugten
Muskelerwärmung mangelhaft.
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Die eingangs erwähiiten, für eine Lokalbehandlung geeigneten Spulenanordnungen
werden symmetrisch vom Hochfrequenzgenerator gespeist. Die Windungsspannung und
das Potential der Spule gegen Erde bewirken die Ausbildung eines elektrostatischen
Feldes, das an der Oberfläche des Behandlungsobjektes wirksam wird und eine beträchtliche
Erwärmung der Fettschicht zur Folge hat. Diese Kondensatorfeldwirkung der bekannten
Spulenfeldanordnungen für Lokalbehandlung ist nicht nur im Hinblick auf eine unerwünschte
Wärmeverteilung im Behandlungsobjekt störend. Sie ist auch nachteilig, weil dadurch
der Verlustwiderstand der Behandlungsspule von dem Grad ihrer Annäherung an das
Behandlungsobjekt abhängt. Insbesondere bei nicht fest am Behandlungsohjekt anliegenden
Spulen sind daher bei durch Lageänderungen des Behandlungsobj ektes bedingten Änderungen
des Spulen-Haut-Abstandes Neuabstimmungen des Behandlungskreises erforderlich.
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Die Spulenanordnungen gemäß der Erfindung sind so an den Hochfrequenzgenerator
angeschlossen, daß eine Kondensatorfeldwirkung bei ihrer Anwendung wesentlich verringert
bzw. weitgehend vermieden ist.
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Den Anordnungen nach der Erfindung ist demgemäß tatsächlich eine
bevorzugte Erwärmung der Muskelschichten eigen, und sie ermöglichen es, auf eine
Veränderbarkeit der Abstimmung des Behandlungskreises während des Betriebes des
Apparates verzichten zu können, was bedienungstechnisch außerordentlich vorteilhaft
und auch im Hinblick darauf von größter Wichtigkeit ist, daß für unwirksame Behandlungen
bisher oftmals Fehler in der Abstimmung des Behandlungskreises ausschlaggebend sind.
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Das Wesentliche am Aufbau der neuen Spulenanordnung wird nachfolgend
an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
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Aus der Figur ist die bekannte, in dem Gehäuse I, bestehend aus der
Isolierplatte 2 und der Kappe 3 aus verlustarmen Werkstoff, z. B. aus Polystyrol,
eingebaute, aus mehreren in einer Ebene liegenden Windungen bestehende Spiralspule
5 im Schnitt veranschaulicht. Ueber die verlustarme Paralleldrahtleitung 6, z. B.
eine Stegleitung, ist die Spule 5 mit dem Ausgang des Hochfrequenzgenerators 7 verbunden.
Das Behandlungsobjekt ist mit 4 bezeichnet. Die beiden Leiter der Energieleitung
6 sind auf ihrer der Spule zugewandten Seite einerseits an dem zentral gelegenen
inneren Spulenende und andererseits am Ende der äußeren Spulenwindung angeschlossen.
Gemäß der Erfindung ist die Behandlungsspule 5 in der Weise unsymmetrisch von dem
Hochfrequenzgenerator gespeist, daß der zentrale Spulenanschluß mindestens angenähert
auf das Potential des Behandlungsobjektes, vorzugsweise auf Erdpotential, gebracht
ist.
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Nachstehend werden die durch die Erfindung erzielten Verbesserungen
an Hand der unterschiedlichen Wirkungen bei Anwendung einerseits der symmetrischen
und andererseits der unsymmetrischen Hochfrequenzspeisung der bekannten Spiralspule
bei der medizinischen Behandlung aufgezeigt.
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Bei den Versuchen wurden an einem entsprechend dem menschlichen Gewebe
aus Fett und Muskelgewebe geschichteten Phantom die durch die Spulenfeldbehandlung
erzielten Erwärmungen quer zur Schichtung gemessen Hierbei ergab sich bei der Behandlung
des Phantoms in beiden Fällen im Muskelgewebe ein sattelförmiger Kurvenverlauf der
Temperaturquerverteilung, der in der Mitte. also an der der Spulenmitte gegenüberliegenden
Stelle des Behandlungsobj ektes, sein Minimum aufweist, während die Temperaturmaxima
jeweils an den den äußeren. Spulenrändern gegenüberliegenden Stellen im Behandlungsobjekt
auftreten.
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Die Kurve des Temperaturverlaufs in der Fettschicht hat dagegen bei
der bekannten symmetrischen Speisung einen glockenförmigen Verlauf mit einem etwa
der maximalen Muskelerwärmung entsprechenden Maximum an der der Spulenmitte zugewandten
Stelle des Behandlungsobjektes, bei Behandlung des Phantoms mit einer gemäß der
Erfindung unsymmetrisch gespeisten Spiralspule aber einen annähernd geradlinigen
Verlauf und schneidet die Temperaturkurve der Erwärmung in der Muskelschicht nahe
ihrem Minimum.
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Obwohl im vorstehenden lediglich Spiraispulen erwähnt sind, bei denen
die Windungen verschiedener Flächengröße in einer Ebene liegen, bezieht sich die
Erfindung auch auf solche Spulen mit Windungen unterschiedlicher Flächengröße, die
in verschiedenen Ebenen liegen, insbesondere solchen,
bei denen
Windungen kleinerer Fläche Windungen größerer Fläche in Richtung zum Behandlungsobjekt
vorgelagert sind.