DEP0001770BA

DEP0001770BA - Short wave therapy device for radiation and caustic

Info

Publication number: DEP0001770BA
Authority: DE
Inventors: Rudi Berlin Stahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1950-12-21

Description

Bei dem erfindungsgemässen "Kurzwellentherapiegerät für Bestrahlung und Kaustik" handelt es sich um einen netzbetriebenen Kurzwellen-Röhrensender. Erfindungsgemäss wird als Netzteil ein Niederspannungstransformator verwendet, bei dem durch eine Addition von Primär- und Sekundärspannung bei Verminderung der eigenen Uebertragungsleistung die volle Betriebsspannung erreicht wird und die Umwandlung derselben in hochgespannten Gleichstrom erfolgt.The "shortwave therapy device for irradiation and caustic" according to the invention is a mains-operated shortwave tube transmitter. According to the invention, a low-voltage transformer is used as the power supply unit, in which the full operating voltage is achieved by adding the primary and secondary voltage while reducing its own transmission power and converting it into high-voltage direct current.

Mit der Erfindung wird der Zweck verfolgt, ein neues Kurzwellengerät für Bestrahlungstherapie und Kaustik zu schaffen, das in seiner Leistung den Anforderungen an bisher bekannte Geräte 20 bis 30-fachen Volumens und etwa 6-fachen Gewichtes mehr als genügt und dabei in Wirkung, Form und Handhabung bisherigen Geräten gegenüber wesentliche Vorteile bietet.The aim of the invention is to create a new shortwave device for radiation therapy and caustic, which in its performance more than meets the requirements of previously known devices 20 to 30 times the volume and about 6 times the weight and at the same time in effect, shape and weight Handling of previous devices offers significant advantages over.

Nach dem bisherigen Stand der Technik wird bei Kurzwellentherapiegeräten mit Röhrensendern die gesamte für die Senderöhren erforderliche Speiseleistung aus einem Hochspannungstransformator in Wechselspannung entnommen, der zwecks Erreichung der notwendigen Betriebssicherheit durch stärkere Isolationsmittel grössere Dimensionen erforderlich macht, als Niederspannungstransformatoren gleicher Leistung. Weiter fand zur Entnahme der Leistung bisher eine Anpassungswicklung bestimmten Widerstandes Verwendung, die entweder aperiodisch ohne Drehkondensator oder bei Resonanzeinstellung mit Drehkondensator als kapazitiven Abgleich die Entnahme der optimalen Leistung bei den verschiedenartigen zu behandelnden Körperteilen nicht gestattete. Bei starken Körperteilen war daher eine Unteranpassung und bei schwachen eine Ueberanpassung zu verzeichnen. Dadurch war es bisher notwendig die durchschnittliche Leistung eines solchen Geräts höher zu veranschlagen und in vielen Fällen diese durch Vorschaltwiderstände in der Speiseleitung zu drosseln, was einen unvergleichlich höheren Aufwand an Primärleistung und Material (grosser Umfang - hohes Gewicht) zur Folge hatte. Diese Umstände machten daher die Ausführung in schrankartigen Geräten in einer Durchschnittshöhe von 70 cm bei einem Gewicht von 28 bis 50 kg notwendig.According to the current state of the art, in shortwave therapy devices with tube transmitters, the entire feed power required for the transmitter tubes is taken from a high-voltage transformer in alternating voltage, which, in order to achieve the necessary operational reliability, requires larger dimensions than low-voltage transformers of the same power through stronger insulation. Furthermore, an adaptation winding of a certain resistance was used to extract the power, which either aperiodically without a variable capacitor or with resonance adjustment with a variable capacitor as a capacitive adjustment did not allow the extraction of the optimal power from the various body parts to be treated. In the case of strong parts of the body, therefore, there was underfitting and in the case of weak parts there was overfitting. As a result, it was previously necessary to estimate the average output of such a device to be higher and in many cases to throttle it using series resistors in the feed line, which resulted in an incomparably higher cost of primary power and material (large size - high weight). These circumstances therefore made it necessary to use a cabinet-like device with an average height of 70 cm and a weight of 28 to 50 kg.

Bei der Kaustik (Verwendung der Geräte mit einem Zubehörteil in Form einer hochfrequenzführenden Nadel bzw. Schlinge zum chirurgischen Trennen von Gewebe) waren bisher durch die Betreibung des Senders mit Wechselspannung bzw. bei Verwendung seit langem bekannter Funkenstrecken insofern Nachteile gegeben, als in jedem Fall die gegebene Modulation der Sendeleistung eine starke Funkenbildung durch die über der Durchschnittsleistung liegende Spitzenleistung verursachte, die sich in der Praxis als ausserordentlich störend bemerkbar machte und seit langem Abänderung erheischt. Weiter weisen gerade durch die genannten Nachteile die bekannten Geräte starke Rundfunkstörungen auf.In caustic (use of the device with an accessory in the form of a high-frequency needle or loop for surgically separating tissue), there have been disadvantages due to the operation of the transmitter with AC voltage or the use of long-known spark gaps The given modulation of the transmission power caused strong sparking due to the peak power lying above the average power, which in practice was extremely annoying and has long required modification. Furthermore, precisely because of the disadvantages mentioned, the known devices have strong radio interference.

Die technische Aufgabe, die mit der Erfindung gelöst wird, bestand in der Schaffung eines Geräts in kleinster Form, das andere Geräte übertrifft in Bezug auf: induktive Resonanzeinstellung und vollendete Anpassung, die Nutzbarmachung von Niederspannungstrafos durch Verdopplergleichrichtung, sowie die weitgehende Ausschaltung von Rundfunkstörungen und Funkenbildung bei der Kaustik.The technical problem solved by the invention consisted in creating a device in the smallest form that surpasses other devices in terms of: inductive resonance adjustment and perfect matching, the utilization of low-voltage transformers through doubler rectification, and the extensive elimination of radio interference and sparking with the caustic.

Darstellung der Arbeitsweise: (Zeichnung 1)Illustration of the working method: (drawing 1)

Das Gerät erhält aus dem Netz die Betriebswechselspannung von 220 V <Nicht lesbar> durch Betätigung des Einschalters S. Die Glimmlampe G zeigt durch Aufleuchten an, dass das Gerät unter Strom steht. Die Netzspannung wird dabei an die Primärwicklung des Niederspannungstransformators Tr geführt, der zunächst sekundär für die Röhren 1, 2 und 3 und 4 die erforderlichen Heizspannungen liefert (Wicklungen 1, 2 und 3). Er erzeugt weiter eine Sekundärspannung von beispielsweise 220 V <Nicht lesbar> . Addiert mit der für diesen Zweck bisher noch nicht verwerteten Primärspannung von 220 V <Nicht lesbar> wird die Gesamtspannung von 440 V <Nicht lesbar> mit Hilfe der zwei Gleichrichterröhren Rö 3, Rö 4 und der Ladekondensatoren C 1, C 2 in Spannungsverdopplungsschaltung in eine Hochspannung (Anodengleichspannung) von etwa 1000 V umgewandelt. Diese dient als Betriebsspannung für den Sender, der nach bereits bekannten Prinzip als Gegentakt-Sender aus den Pentoden Rö 1, Rö 2 mit ihren dazugehörigen Arbeitswiderständen R 1, R 2 und R 3 und dem als Anodenwiderstand arbeitenden Resonanzkreis Kr besteht. Die mit dem Resonanzkreis in magnetischer Kopplung befindliche Spule Sp entnimmt dem Sender die Hochfrequenzleistung, die nun über den neuen Regler L mit seinem induktiven Resonanzabgleich, die Hochfrequenzkondensatoren C 3, C 4, die Zuführungskabel K 1, K 2 und die Elektrodenplatten P 1, P 2 zu dem zu bestrahlenden Körperteil A geführt wird. A ist als Kette von Blind- und Wirkwiderständen anzusehen. Da bei der gewählten Wellenlänge von 7 m die Wirk- und Blindwiderstände des Körpers in der selben Grössenordnung liegen, wird mit dem hier gewählten neuen induktiven Resonanzabgleich durch den Regler L automatisch für jeden Körperteil die günstigste Anpassung hergestellt. Dieses Verfahren steht im Gegensatz zu der bisher bekannten kapazitiven Resonanzeinstellung.The device receives the operating alternating voltage of 220 V <illegible> from the mains by pressing the switch S. The glow lamp G lights up to indicate that the device is live. The mains voltage is fed to the primary winding of the low-voltage transformer Tr, which initially supplies the required heating voltages in a secondary manner for the tubes 1, 2 and 3 and 4 (windings 1, 2 and 3). It also generates a secondary voltage of, for example, 220 V <not readable>. Added to the primary voltage of 220 V <not readable>, which has not yet been used for this purpose, the total voltage of 440 V <not readable> is converted into one with the help of the two rectifier tubes Rö 3, Rö 4 and the charging capacitors C 1, C 2 in a voltage doubling circuit High voltage (DC anode voltage) of about 1000 V converted. This serves as the operating voltage for the transmitter, which according to the already known principle as a push-pull transmitter consists of the pentodes Rö 1, Rö 2 with their associated load resistors R 1, R 2 and R 3 and the resonance circuit Kr working as an anode resistor. The coil Sp, which is in magnetic coupling with the resonance circuit, takes the high-frequency power from the transmitter, which is now transmitted via the new controller L with its inductive resonance adjustment, the high-frequency capacitors C 3, C 4, the supply cables K 1, K 2 and the electrode plates P 1, P 2 is guided to the body part A to be irradiated. A is to be seen as a chain of reactive and effective resistances. Since the active and reactive resistances of the body are of the same order of magnitude at the selected wavelength of 7 m, the most favorable adjustment is automatically made for each part of the body with the new inductive resonance adjustment selected here by the controller L. This method is in contrast to the previously known capacitive resonance setting.

Zur chirurgischen Verwendung des Geräts (Kaustik) wird als bisher bereits bekannte Methode eine Bestrahlungselektrode durch ein Zubehörteil ersetzt, dass in bekannter Form aus einem Isoliergriff mit einer Nadel o.ä. als Schneidwerkzeug besteht.For the surgical use of the device (caustic), as a previously known method, a radiation electrode is replaced by an accessory that, in a known form, consists of an insulated handle with a needle or the like as a cutting tool.

Die Resonanzanzeige erfolgt in ebenfalls bekannter Form durch ein Amperemeter I, das in die Anodenleitung des Senders eingeschaltet ist. Durch den Schalter S wird das Gerät wieder stromlos gemacht.The resonance display takes place in a known form by an ammeter I, which is connected to the anode lead of the transmitter. With the switch S the device is de-energized again.

Das Gerät ist nach bekannten mechanischen Grundsätzen aus Chassis mit Aufbauteilen, Haube mit Traggriff und den Armaturen aufgebaut; siehe Zeichnung 2a. Die mechanische Ausführung des zur Verwendung gelangten neuen Reglers L (Zeichnung 2b) im besonderen ist wie folgt:The device is constructed according to known mechanical principles from a chassis with structural parts, a hood with a handle and the fittings; see drawing 2a. The mechanical design of the new regulator L (drawing 2b) that was used in particular is as follows:

An dem metallischen Träger m ist mit Hilfe der Isolierbuchsen k und b die aus starkem Kupferdraht gewickelte Spule g freitragend und isoliert befestigt. Durch die Spule ist - drehbar befestigt an dem Träger m und in seiner Höhe gehalten durch die Stellringe a und l - die aus Isoliermaterial bestehende Achse geführt. Auf der Achse c befindet sich der metallische Körper e, der auf c durch Schrauben befestigt ist. Der Körper e trägt das Lager f, woran das Scharnier h drehbar angebracht ist. Das metallische Scharnier trägt den aus zwei Federn bestehenden Abnehmer i, der auf der Spule schleift. Die an der Spule g fest angebrachte Feder d schleift kontaktabnehmend auf dem Körper e. Der Regler wird an den Punkten n und o angeschlossen.The coil g, wound from strong copper wire, is attached in a self-supporting and insulated manner to the metallic carrier m with the aid of the insulating bushes k and b. The axis consisting of insulating material is guided through the coil - rotatably attached to the carrier m and held in its height by the adjusting rings a and l. On the axis c is the metallic body e, which is fastened on c by screws. The body e carries the bearing f, on which the hinge h is rotatably attached. The metallic hinge supports the pickup i, which consists of two springs and slides on the spool. The spring d firmly attached to the coil g slides on the body e in a contact-removing manner. The controller is connected to points n and o.

Die Arbeitsweise des Reglers ist wie folgt:The controller works as follows:

Die von der Spule Sp entnommene Hochfrequenzleistung wird in einer Phase über den Regler L geleitet; sie tritt am Punkt n ein und verlässt diesen bei dem Punkt 0. Die durch einen Drehknopf zu betätigende Achse c führt den an ihr befindlichen Abnehmer i bei Betätigung auf der Spule g entlang und bewirkt hierdurch die Kurzschliessung eines Teils der Spule g über die Feder d. Hierbei wird die Resonanz innerhalb des Verbraucherkreises (Spule Sp, Regler L, Hochfrequenzkondensatoren C 3, C 4, Kabel, Elektrodenplatten und Patient) induktiv eingestellt. Hierbei wird der Kreiswiderstand automatisch dem Wirkwiderstand des Körpers angepasst, da bei der gewählten Wellenlänge von 7 m die Wirk- und Blindwiderstände des Körpers in derselben Grössenordnung liegen. Da der Resonanzabgleich und die Anpassung somit gleichzeitig erfolgen, ist die jeweils beste Einstellung lediglich an dem Maximal-Ausschlag des Amperemeters I festzustellen.The high-frequency power drawn from the coil Sp is conducted in one phase via the regulator L; it enters at point n and leaves it at point 0. The axis c, which can be actuated by a rotary knob, guides the pickup i located on it along the spool g when actuated and thereby short-circuits part of the spool g via the spring d . Here, the resonance within the consumer circuit (coil Sp, regulator L, high-frequency capacitors C 3, C 4, cables, electrode plates and patient) is set inductively. The circular resistance is automatically adapted to the effective resistance of the body, since at the selected wavelength of 7 m the effective and reactive resistances of the body are of the same order of magnitude. Since the resonance adjustment and the adaptation are carried out simultaneously, the best setting in each case can only be determined from the maximum deflection of the ammeter I.

Der wesentliche Fortschritt der durch diese Erfindung erreicht wird, besteht in folgenden Momenten:The main progress achieved by this invention consists in the following moments:

1. Der Netzteil (Zeichnung 1) mit dem Niederspannungstransformator Tr, bei dem durch eine Addition von Primär- und Sekundärspannung eine geringere eigene Uebertragungsleistung erforderlich wird als bei normaler sekundärer Stromabnahme und bei Hochspannungstransformatoren. Dieses Verfahren macht die bisherige Verwendung von raumraubenden und schwereren Hochspannungstransformatoren unnötig. In diesem Zusammenhang setzt die Verwendung eines Gleichrichters in Verdopplerschaltung die bei bisheriger Wechselstromspeisung des Senders gegebene Modulation der Sendeleistung und damit die dadurch verursachte starke Funkenbildung mit ihren erheblichen Nachteilen in der Praxis auf ein Minimum herab und ermöglicht die Herstellung einer Hochspannung aus einer Niederspannung.1. The power supply unit (drawing 1) with the low-voltage transformer Tr, in which the addition of primary and secondary voltage requires a lower own transmission power than with normal secondary power consumption and high-voltage transformers. This method makes the previous use of bulky and heavier high-voltage transformers unnecessary. In this context, the use of a rectifier in a doubler circuit reduces the modulation of the transmission power, which was the case with the previous alternating current supply of the transmitter, and the resulting strong sparking with its considerable disadvantages in practice, and enables a high voltage to be produced from a low voltage.

2. Der Regler L (Zeichnung 2b), der gleichzeitig die Funktionen eines Abstimmungs- und Anpassungsreglers hat, ermöglicht die vollendete Anpassung an die differierenden Dimensionen der verschiedenen Körperteile bei geringstem Aufwand und optimaler Leistung. Die Ausführung dieses 2-Zwecke-Reglers macht den kontinuierlichen Abgleich im 7 m Wellenbereich in einfachster raumsparender Form möglich.2. The regulator L (drawing 2b), which at the same time has the functions of a tuning and adjustment regulator, enables perfect adaptation to the differing dimensions of the various parts of the body with the least amount of effort and optimal performance. The design of this 2-purpose controller enables continuous balancing in the 7 m wave range in the simplest, space-saving form.

3. Die Konstruktion schafft unter der Benutzung der erwähnten Aggregate ein die bisherigen Nachteile in technischer Hinsicht beseitigendes Gerät, das ausserdem als tragbares, handliches und in der Bedienung denkbar einfaches Objekt für Arzt und Personal in Klinik und Praxis von eminenter Bedeutung ist. Es hat bei einem Gewicht von 5 kg Abmessungen von nur 16 x 16 x 25 cm (Zeichnung 2a).3. The construction creates a device that eliminates the previous disadvantages from a technical point of view, using the units mentioned, which is also of eminent importance as a portable, handy and easy to use object for doctors and staff in clinics and practices. With a weight of 5 kg it has dimensions of only 16 x 16 x 25 cm (drawing 2a).

4. Die Beseitigung der Rundfunkstörungen ist ein weiterer technischer Fortschritt, da bei dieser Konstruktion die bisher üblichen Störungen - zumindest über einen Umkreis von 5 m hinaus - in Zukunft ausgeschaltet werden.4. The elimination of radio interference is a further technical advance, since with this construction the previously common interference - at least beyond a radius of 5 m - will be switched off in the future.

Claims

1. Shortwave therapy device for irradiation and caustic, characterized in that a low-voltage transformer is used as the power supply unit, in which the full operating voltage is achieved by adding primary and secondary voltage while reducing its own transmission power and converting it into high-voltage direct current.

2. Short wave therapy device according to claim 1, characterized in that a controller L is used as a tuning and automatic adjustment controller with continuous, inductive resonance setting.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the housing has a small shape with maximum dimensions of 16 x 16 x 25 cm.