DEP0010910DA - Vorrichtung zur Erzeugung von Stromimpulsen, insbesondere für Elektrokrampfgeräte - Google Patents

Description

Bei der Behandlung mit Elektrokrampfgeräten ist es aus klinischen Gründen erwünscht, die Behandlungsdosis gerade so zu bemessen, daß es weder zu einem Fehlschock noch zu einem überstürzten Anfall kommt. Aus diesem Grunde ist eine genaue Dosierung der Behandlungsimpulse durch richtige Bemessung ihrer Stromstärke und Stromflußdauer erforderlich.

Unberechenbare Abweichungen der wirksamen Stromdosis vom Sollwert können durch Schwankungen der Netzspannung und durch Abweichungen des Behandlungswiderstandes von dem angenommenen Mittelwert hervorgerufen werden.

Um die Unterschiede der Behandlungswiderstände auszuschalten, ist es bekannt, einen hohen Festwiderstand in den Behandlungskreis zu legen oder mit einem Transformator mit großer Streuung zu arbeiten, dessen Sekundärspannung mit steigender Belastung in der gleichen Weise zusammenbricht. Diese Methoden erfordern hohe Betriebsspannungen und infolgedessen besondere Sicherungsmaßnahmen und einen erhöhten technischen Aufwand. Die Schwankungen der Netzspannung werden dabei nicht ausgeglichen und machen, insbesondere, wenn sie in schnellem Wechsel und deshalb unkontrollierter auftreten, eine einwandfreie Dosierung unmöglich.

Erfindungsgemäß lassen sich alle Abweichungen der Behandlungsstromstärke vom eingestellten Sollwert sowohl als Folge von Netzspannungsschwankungen als auch infolge anormaler Größe des Behandlungswiderstandes dadurch kompensieren, daß eine Einrichtung zur Veränderung der Stromflußzeit vorgesehen ist, die von dem wirksamen Strom oder einer von ihm abhängigen Größe derart gesteuert wird, daß sich eine automatischen Kompensation von Abweichungen der Stromstärke vom Sollwert durch gegensinnige Veränderung der Stromflußzeit in einem bestimmten Verhältnis ergibt. Auf diese Weise ist die Stromflußzeit in eine gegensinnige Abhängigkeit vom Behandlungsstrom gebracht, so daß die krampfauslösende Wirkung der Stromdosis praktisch unverändert bleibt.

Das Maß der zur Kompensation notwendigen Änderung der Stromflußzeit bei einer bestimmten Abweichung der Stromstärke läßt sich annähernd durch eine statistische Auswertung einer sehr großen Zahl von Behandlungsfällen unter genau kontrollierbaren Verhältnissen gewinnen.

Durch eine verhältnisgleiche Änderung beider Größen derart, daß die Strommenge konstant bleibt, erhält man schon eine angenäherte Kompensation; besser ist jedoch eine Anordnung, bei der die Änderungen der Stromflußzeit in einem stärkeren Maße erfolgen als die Abweichungen der Stromstärken vom Sollwert, da die Stromstärke erfahrungsgemäß die krampfauslösende Wirkung der Behandlungsdosis stärker beeinflußt als die Stromflußzeit.

In den Abbildungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen

Abb. 1 und 2 Schaltungen zur Kompensation von Schwankungen der Behandlungsspannung,

Abb. 3, 4 und 5 Schaltungen zur Kompensation von Abweichungen sowohl der Behandlungsspannung als auch des Behandlungswiderstandes.

Der Patient, dargestellt durch den Behandlungswiderstand 1, wird durch Ansetzen von Elektroden in den Sekundärkreis eines Transformators 2 eingeschaltet, der primärseitig an das Wechselstromnetz angeschlossen ist. Der Behandlungskreis wird durch einen Zeitschalter in Form einer elektrischen Kippkreisanordnung mit Auslösetaste 3 kurzzeitig geschlossen und dadurch ein Wechselstromimpuls, bestehend aus einer bestimmten Zahl von Sinusschwingungen, durch den Kopf des Patienten geleitet. Zur Einstellung der Behandlungsdosis können Regler für Behandlungsstrom und Behandlungszeit vorgesehen sein.

Aufbau und Wirkungsweise der dargestellten Schaltungen ist folgendermaßen. Durch Drücken der Auslösetaste 3 der Abb. 1, 2 und 5 wird ein zuvor über einen Gleichrichter 4 und Widerstand 5 aufgeladener Kondensator 6 über ein Relais 7 entladen. Das Relais spricht an, schließt durch einen Kontakt 7a den Behandlungskreis und löst durch denselben oder einen weiteren

Kontakt 7b (Abb. 1) den Zeitvorgang des Zeitschalters aus. Dieser Zeitvorgang wird durch Ladung eines Kondensators 8 über einen Widerstand 9 und Gleichrichter 13 (Abb. 2 - 5) oder durch Entladung eines Kondensators 8 über einen Widerstand 9 bestimmt. Der Kondensator 8 bringt bei Unterschreiten einer bestimmten Spannung eine gittergesteuerte Gasentladungsstrecke 10 (Abb. 1) oder bei Überschreiten einer vorgegebenen Spannung eine einfache Gasentladungsstrecke 11 (Abb. 2 - 5) zum Ansprechen, deren Emissionsstrom das Relais 7 zurückschaltet und damit den Behandlungskreis wieder unterbricht. Gleichzeitig wird der Zeitkreiskondensator 8 auf seine Ausgangsspannung zurückgebracht.

Diese Ausgangsspannung wird in der Schaltung Abb. 1 durch die Brennspannung einer Glimmröhre 12 gebildet, die bei geöffnetem Behandlungskreis über den Relaiskontakt 7a und einen Gleichrichter 13 sowie Widerstand 14 mit der Sekundärseite des Transformators 2 verbunden ist. Von dieser konstanten Brennspannung entlädt sich der Kondensator 8 nach Umlegender Relaiskontakte 7a und 7b über den Widerstand 9. Er liegt im Gitterkreis der Röhre 10, und seine Spannung wirkt als Sperrspannung auf diese Röhre, die erst anspricht, wenn durch Absinken dieser Sperrspannung das Verhältnis zwischen Anoden- und Gitterspannung einen bestimmten Wert erreicht. Die Anodenspannung ist von der Behandlungsspannung über den Gleichrichter 4 und Widerstand 5 abgeleitet. Treten Schwankungen der Behandlungsspannung auf, so ändert sich entsprechend das Verhältnis zwischen der Anodenspannung, die die Schwankungen mitmacht, und der Gitterspannung, die infolge der konstanten Brennspannung der Glimmröhre 12 von den Schwankungen der Behandlungsspannung unabhängig ist. Diese Abhängigkeit ist nun so bemessen, daß die Schwankungen des Behandlungsstromes, die durch die Schwankungen der Behandlungsspannung verursacht werden, durch gegensinnige Änderungen der Behandlungszeit in ihrer Wirkung praktisch wettgemacht werden.

Die Behandlungsdosis kann durch Änderung des Stromes vermittels eines regelbaren Vorwiderstandes 15 und durch Änderung der Behandlungszeit am regelbaren Zeitkreiswiderstand 9 eingestellt werden.

Die Betriebsbereitschaft des Gerätes wird durch eine Kontrolllampe 16 angezeigt, deren Stromkreis vor dem Drücken der Taste 3 über einen dritten Relaiskontakt 7c und die Röhre 10 geschlossen ist. Während der Behandlungszeit wird die Kontrolllampe durch Umlegen des Kontaktes 7c zum Erlöschen gebracht und gleichzeitig die Anodenspannung der Röhre 10 so weit gesenkt, daß sie erlischt und erst nach Entladung des Kondensators 8 erneut zündet und das Relais 7 durch Spannungsabfall im Widerstand 5 zum Abfallen bringt.

In der Schaltung Abb. 2 ist die Ladespannung für den Kondensator 8 von der Behandlungsspannung abgeleitet, deren Schwankungen ebenfalls durch gegensinnige Änderung der Stromflußzeit kompensiert werden.

Die Schaltungen Abb. 3, 4 und 5 unterscheiden sich von denen der Abb. 1 und 2 grundsätzlich dadurch, daß die Ladespannung für den Kondensator 8 nicht unmittelbar von der Behandlungsspannung, sondern über einen zusätzlichen Transformator 17 vom Behandlungsstrom abgeleitet ist. Dadurch werden alle Veränderungen des Behandlungsstromes kompensiert, insbesondere auch diejenigen, die durch Schwankungen im Behandlungswiderstand verursacht werden.

Ferner wird in den Schaltungen Abb. 3 und 4 der Behandlungsstromkreis unmittelbar durch die Taste 3 abgeschlossen, während durch das Relais 7 der Stromkreis wieder geöffnet wird, nachdem sich der Kondensator 8 über den Widerstand 9 auf die Zündspannung der Glimmstrecke 11 aufgeladen hat. Gleichzeitig wird er Kondensator 8 über einen Widerstand 18 mit der Sekundärwicklung des Netztransformators verbinden, so daß die Glimmstrecke 11 so lange weiter brennt und ein Haltestrom durch das Relais 7 fließt, bis durch Loslassen der Taste 3 de Behandlungskreis an dieser Stelle wieder untrerbrochen ist, der Kondensator 8 entladen wird und das Relais in seine Ruhelage zurückfällt. Die Schaltung Abb. 4 unterscheidet sich von der nach Abb. 3 nur dadurch, daß in den Behandlungskreis ein

Regelwiderstand 19 eingeschaltet ist, der mit einem Regler 20 zur gleichzeitigen sinngemäßen Änderung der stromabhängigen Ladespannung für den Kondensator 8 gekoppelt ist. Durch den regelbaren oder nicht regelbaren Vorwiderstand im Behandlungskreis wird eine gewisse Stromstabilisierung erwirkt, die umso stärker wirkt, je größer dieser Vorwiderstand im Vergleich zum Behandlungswiderstand ist. Es ist bekannt, einen großen, in hohem Maße stabilisierend wirkenden Vorwiderstand in den Behandlungskreis einzuschalten. Dabei sind jedoch hohe Betriebsspannungen erforderlich und im besonderen Unfallschutzmaßnahmen, die außerdem die Gefahr von Unfällen nicht einmal zuverlässig beseitigen.

Wie Versuche gezeigt haben, ist eine so weitgehende Stabilisierung aber auch gar nicht erforderlich, zumal, wenn eine Kompensation der Stromschwankungen im Sinne der Erfindung vorgesehen ist. Man wird sich deshalb zweckmäßig mit einer geringeren Stabilisierung durhc einen kleineren Vorwiderstand in der Größenordnung des Behandlungswiderstandes begnügen.

In den Schaltungen der Abb. 3 und 5 ist der Behandlungsstrom nicht regelbar, sondern fest vorgesehen, und die Änderung der Dosis geschieht ausschließlich durch Regelung der Behandlungszeit am Ladewiderstand 9. Dadurch ergibt sich eine Vereinfachung im Aufbau durch Ersparnis eines Stufentransformators oder hoch belastbaren Widerstandes, ferner eine einfache Bedienung und die vorteilhafte Möglichkeit, den Behandlungskreis druch eine feste Sicherung zu schützen.

Der zusätzliche Transformator 17 kann vorteilhaft als Drosselwiderstand für den Behandlungskreis ausgebildet sein, um zu erreichen, daß der Behandlungsstrom, unabhängig vom Einschalt- und Ausschaltmoment, stets eine flache Anfangs- und Endflanke aufweist. Das hat den Vorteil eines weichen Einsatzes der Reizung und insbesondere einer Vermeidung von Ungleichmäßigkeiten durch verschiedene, von der Phasenlage des Ein- und Ausschaltmomentes abhängige Steilheit der Anfangs- und Endflanken in ihrer Wirkung auf das Nervensystem.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich. So können die in den verschiedenen Beispielen angegeben Schaltmaßnahmen sinngemäß kombiniert werden.

Ferner ist das beschriebene Verfahren zur Dosisstabilisierung nicht auf die Anwendung in Elektroschockgeräten beschränkt, sondern kann auf alle elektrischen Vorgänge erweitert werden, die sowohl durch Veränderungen der Stromstärke als auch der Stromflußzeit einigermaßen gleichsinnig beeinflußt werden, so z.B. auf die Elektroschweißung.

Claims (9)

1.) Vorrichtung zur Erzeugung von Stromimpulsen, insbesondere für Elektrokrampfgeräte, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Veränderung der Stromflußzeit, die von dem wirksamen Strom oder einer von ihm abhängigen Größe derart gesteuert ist, daß sich eine automatische Kompensation von Abweichungen der Stromstärke vom Sollwert durch gegensinnige Veränderung der Stromflußzeit in einem bestimmten Verhältnis ergibt.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung der Stromflußzeit von der Netzspannung in der Weise gesteuert ist, daß Stromstärkeänderungen infolge von Netzspannungsschwankungen kompensiert sind.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit einer elektrischen Kippkreisanordnung mit Auslösetaste, elektrischem Zeitkreis und vom Kondensator des Zeitkreises gesteuerter Gasentladungsstrecke, die beim Ansprechen die Wiederabschaltung des Behandlungskreises bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespannung für den Zeitkreiskondensator (8) durch die konstante Brennspannung einer Glimmstrecke (12) gebildet ist und als Gitterspannung auf die Gasentladungsstrecke (10) wirkt, deren Anodenspannung von der Netzspannung oder vom Behandlungsstrom abgeleitet ist.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespannung für den Zeitkreiskondensator (8) durch eine von der Netzspannung abgeleitete Spannung gebildet ist.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespannung für den Zeitkreiskondensator (8) durch eine vom Behandlungsstrom über einen Transformator (17) abgeleitete Spannung gebildet ist.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 - 5, mit einem stabilisierenden Vorwiderstand zum Behandlungswiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand in der Größenordnung des Behandlungswiderstandes liegt.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand oder ein Teil desselben als Regelwiderstand zur Einstellung der Behandlungsstromstärke ist.

8.) Vorrichtung nach Anspruch 1 - 6, gekennzeichnet durch einen fest eingestellten, unveränderbaren Behandlungsstrom, wobei die Größe der Dosis ausschließlich durch Einstellung der Stromflußzeit regelbar ist.

9.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zeitkreisspannung erzeugende Transformator (17) als Drosselwiderstand für den Behandlungsstromkreis ausgebildet ist.