DE971636C

DE971636C - Kurzwellenapparat fuer Therapiezwecke

Info

Publication number: DE971636C
Application number: DEP4919A
Authority: DE
Inventors: Guenter Martens
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1951-01-09
Filing date: 1951-01-09
Publication date: 1959-03-05
Also published as: FR1047550A; US2698622A; CH300414A; GB710669A; BE508264A

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 5. MÄRZ 1959

P 4919 VIII c J 21 g

Bekanntlich ist bei medizinischen Hochfrequenzgeneratoren infolge der schwankenden Belastung bei den verschiedenartigen Behandlungsfällen und auch bei Bewegungen des Patienten eine Rückwirkung auf die Frequenz selbst bei losester Auskopplung nicht zu vermeiden. In letzter Zeit sind nun gesetzliche Vorschriften erlassen worden, welche bei Hochfrequenzgeneratoren für medizinische Zwecke die Einhaltung einer bestimmten Frequenz (von 40,68 MHz) vorschreiben, um Störungen anderer Funkdienste nicht entstehen zu lassen. Man ist daher dazu übergegangen, Kurzwellenapparate für Therapiezwecke mit quarzgesteuerten Sendern auszurüsten. Bei solchen Sendern bleibt zwar die Frequenz auch bei Verstimmungen im Anodenkreis der Endstufe konstant, jedoch verringert sich die abgegebene Hochfrequenzleistung. Dadurch tritt eine Zunahme der Anodenverlustleistung auf, die eine voll ausgelastete Endröhre gefährdet. Voll ausgelastete Endröhren will man aber aus wirtschaftlichen Gründen verwenden.

Außer dieser technischen Schwierigkeit ergeben sich bei Kurzwellenapparaten mit quarzgesteuerten Sendern auch in medizinischer Hinsicht Unzuträglichkeiten. Wenn man nämlich zu Beginn einer Bestrahlungsbehandlung den Kurzwellenapparat durch eine entsprechende Wahl der Kopplung auf eine bestimmte, an den Patienten abzugebende Hochfrequenzleistung eingestellt hat, dann kann die gewünschte Wirkung in der eingestellten Behandlungszeit nur erzielbar sein, sofern keine unkontrollierbaren Änderungen der dosierten Leistung

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etwa infolge von Bewegungen des Patienten und von dadurch bedingten Kreisverstimmungen eintreten.

Nun ist es zwar bereits bekannt, eine im wesentlichen aus einer Fotozelle bestehende Überwachungseinrichtung vorzusehen, die bei übermäßiger Erhitzung der Endröhrenanode die Apparatur abschaltet. Damit ist aber allein ein Schutz in technischer Hinsicht zu erreichen, denn in der ίο Behandlung des Patienten werden unregelmäßige Unterbrechungen eintreten, die den Arzt zwingen, den Behandlungsvorgang ständig zu beobachten und den Kurzwellenapparat nach jeder Unterbrechung neu einzustellen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei Kurzwellenapparaten den Patientenkreis selbsttätig auf Resonanz abzustimmen. Auf dem nah verwandten Gebiete der Hochfrequenzerhitzung sind bereits Anordnungen bekannt, die dazu geeignet sind, eine Verstimmung des Lastkreises gegenüber der Generatorfrequenz selbsttätig zu beseitigen. Das Kriterium für die richtige Einstellung des Lastkreises muß naturgemäß von den wechselnden Belastungsarten des Lastkreises unabhängig sein. Bei der Hochfrequenzerhitzung ändert sich während der Behandlung infolge des Temperaturanstiegs die dielektrische Verlustleistung. Dabei braucht sich keine Rückwirkung auf den Generatorkreis zu ergeben, die eine Frequenzänderung des Oszillators herbeiführt; jedoch wird durch eine Verstimmung des Lastkreises die Energieübertragung nachteilig beeinflußt. Ein Mittel zum Vermeiden dieser Erscheinung besteht in der Verwendung eines phasenvergleichenden Netzwerks, mit dem aus der Abweichung von der 90⁰ betragenden Phasenverschiebung zwischen Oszillator- und Resonanzspannung des Lastkreises eine Regelgröße für die Nachstimmung eines frequenzbestimmenden Organs im Lastkreis, vorzugsweise eines von einem Nachstellmotor angetriebenen veränderlichen Kondensators, gebildet wird. Die bekannte Schaltungsanordnung enthält eine Brückenschaltung, bei der ein Zweig zwei Arbeitswiderstände aufweist und der andere Zweig aus zwei Röhren besteht, deren Steuergittern gleichphasige, dem Anodenkreis der Senderstufe entnommene Wechselspannungen zugeführt werden.

Nach der bekannten Schaltung werden die im Brückenzweig liegenden Röhren anodenseitig aus dem Lastkreis gespeist. Dadurch wird der Hochfrequenzgenerator vorbelastet, was insbesondere dann ins Gewicht fällt, wenn es sich um einen Hochfrequenzgenerator von kleiner Leistung handelt. Außerdem aber werden durch die enge Kopplung zwischen der Brückenschaltung und dem Behandlungskreis gleichzeitig auch die in der Brückenschaltung fließenden Ströme in den Behandlungskreis hineintransformiert. Daß hier eine verhältnismäßig enge Kopplung vorliegen muß, dürfte klar sein, da eine immerhin nicht vernachlässigbar kleine Leistung für die Speisung der Röhren zur Verfügung stehen muß. Bei diesem Hineintransformieren der Brückenströme wird eine Verfälschung der im Behandlungskreis fließenden Ströme hinsichtlich der Phase hervorgerufen.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden. Gemäß der Erfindung werden in einer entsprechenden Schaltungsanordnung in einem Brückenzweig zwei Mehrgitterröhren verwendet und einem weiteren Gitter der einen Röhre eine Wechselspannung von einem mit dem Anodenkreis der Endröhre gekoppelten und auf Resonanz abgestimmten Kreis zugeleitet, dem entsprechenden Gitter der anderen Röhre jedoch eine dem Behändlungskreis entnommene Wechselspannung zugeführt. Bei dieser Schaltung werden die Röhren von einer gesonderten Stromquelle gespeist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

Die Brückenschaltung besteht aus zwei Enneoden A, B und aus den Arbeitswiderständen R₁ und R₂. Die Röhren sind so eingestellt, daß bei einem Phasenunterschied von 90⁰ der Spannungen am Gitter 3 und 5 ein bestimmter Anodenstrom von beispielsweise 250 μΑ fließt. Die beiden Gitter 3 erhalten eine gleichphasige Wechselspannung, die dem Anodenkreis C der Endstufe entnommen wird und mit der Hochfrequenzspannung in diesem Kreis in Phase ist. Das Gitter 5 der Röhre B erhält eine Wechselspannung von einem Kreis P, der auf Resonanz mit dem Anodenkreis C abgestimmt und mit diesem gekoppelt ist. Der Phasenunterschied zwischen diesen beiden Kreisen beträgt somit 90⁰. Das Gitter 5 der Röhre A wird von einer Wechselspannung beaufschlagt, welche dem Patientenkreis P entnommen ist. Der Phasenwinkel dieser Spannung ist nur dann gleich 90⁰, wenn der Patientenkreis auf Resonanz abgestimmt ist. Befindet sich jedoch der Patientenkreis außerhalb der Resonanz, so ist der Phasenwinkel größer oder kleiner als 90⁰, je nachdem, ob der Patientenkreis sich gegenüber der Resonanzfrequenz induktiv oder kapazitiv· verhält.

Die Brückenschaltung ist also nur dann im Gleichgewicht, wenn der Patientenkreis auf Resonanz abgestimmt ist. Im anderen Falle entsteht an der Brückendiagonale je nach der Verstimmung eine positive oder negative Gleichspannung. Diese wird nun bei dem Kurzwellenapparat nach der Erfindung benutzt, um die beiden Verstärkerröhren V₁ und V₂ über ihre Gitter G₁ und G₂ zu steuern. Die Trioden V₁ und V₂ sind in Gegentakt geschaltet, und ihre Anodenströme fließen über die Feldwicklung W des Nachstellmotors, der das frequenzbestimmende Organ des Patientenkreises, vorzugsweise den Drehkondensator K, nachstellt. Die Anodenspannung wird der Mitte der Feldwicklung W zugeführt. Hierdurch heben sich die magnetischen Felder der beiden Feldwicklungshälften dann auf, wenn in beiden Trioden der gleiche Anodenstrom fließt, d. h. wenn beide Röhren die gleiche Gittervorspannung erhalten.

Im Anodenkreis der Verstärkertrioden V₁ und V₂ kann in an sich bekannter Weise auch ein polari-

siertes Relais vorgesehen sein, das die Steuerkontakte des Nachstellmotors betätigt.

Durch solche Anordnungen wird erreicht, daß je nach der Verstimmung des Patientenkreises der Nachstellmotor nach links oder rechts herumläuft. Die Drehrichtung läßt sich leicht so wählen, daß der Motor den Abstimmkondensator K in Richtung auf Resonanz zu bewegt. Ist die Resonanzeinstellung erreicht, so ist die Brückenschaltung im ίο Gleichgewicht, beide Trioden V₁, V₂ haben den gleichen Anodenstrom, und der Nachstellmotor kommt deshalb zum Stillstand.

Claims

Patentansprüche:

i. Kurzwellenapparat für Therapiezwecke, bei dem mittels eines phasenvergleichenden Netzwerks aus der Abweichung von der 90⁰ betragenden Phasenverschiebung zwischen Oszillator und Resonanzspannung des Patientenkreises eine Regelgröße für die Nachstimmung eines frequenzbestimmenden Organs im Patientenkreis, vorzugsweise eines von einem Nachstellmotor angetriebenen veränderlichen Kondensators, gebildet wird und das phasenvergleichende Netzwerk aus einer an sich hierfür bekannten Brückenschaltung besteht, bei der ein Zweig zwei Arbeitswiderstände aufweist und der andere Zweig aus zwei Röhren besteht, deren Steuergittern gleichphasige, dem Anodenkreis der Senderendstufe entnommene Wechselspannungen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Brückenzweig zwei Mehrgitterröhren (A, B) verwendet werden und einem weiteren Gitter (5) der einen Röhre (B) eine Wechselspannung von einem mit dem Anodenkreis der Endröhre gekoppelten und auf Resonanz abgestimmten Kreis (F) zugeleitet, dem entsprechenden Gitter (5) der anderen Röhre (A) jedoch eine dem Patientenkreis (P) entnommene Wechselspannung zugeführt wird.
2. Kurzwellenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung zwei Enneoden enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 737 on, 663548,

356917;

USA.-Patentschriften Nr. 2 396 004, 2 470 443, 2508321;

britische Patentschrift Nr. 611 710;

französische Patentschrift Nr. 763 868;

Zeitschrift »Electronics«, 1944, S. 115/116;

ViIbig: »Lehrbuch der Hochfrequenztechnik«, 1939, S. 781/782;

Vilbig, Zenneck, »Fortschritte der Hochfrequenztechnik«, Bd. II, 1943, S. 631;

»Die Telefunkenröhre«, Heft 11, Dez. 1937;

Ro the und Kleen, »Elektronenröhren
Anfangsstufenverstärker«, 2. Auflage, 1944,
pitel 13, §§ 6, 7, S. 216 bis 218;

»Philips Technische Rundschau«, Nr. 1,
1949, S. ι bis 12.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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