NO763656L - - Google Patents

Description

Infrarødt bestrålingsapparat til medisinske formål

Denne oppfinnelse vedrører et apparat for infrarød bestråling til medisinske formål under benyttelse av prinsippet med fremstilling av varme som avgis fra en flate ved at en elektrisk spenning påtvinges fra hverandre adskilte sider av en doserbart lededyktig varmefilm, fortrinnsvis fremstilt ved påføring av en kunststoffdispersjon som er utrørt med sot på et bærersjikt og med påfølgende isolering av varmefilmens frie bakside ved hjelp av hardskum av polyuretan..

Bestrålingsapparater til medisinske formål som arbeider i infrarødt område,er kjent i forskjellige utførelser. Vanligvis benyttes infrarøde glødelamper i faste eller bevegelige bestrålingsapparater. Best kjent er slike bestrålingsapparater som har et stativ og en vanlig lampe og en stivt eller bevegelig montert strålingsreflektor, hvori den infrarøde glødelampe er anordnet.

Disse kjente bestrålingsapparater er forholdsvis kost-bare med hensyn til fremstilling og drift, særlig fordi de infra-røde glødelamper bare har en begrenset levetid. Dessuten er strå-lingsavgivelsen samt strålingens intensitet og det bestrålte område vanskelig å dosere og å begrense hvis bestrålingen da ikke skjer i eller ved hjelp av bestrålingsapparater som er fremstilt for behandling av ganske bestemte legemsområder, f.eks. spesielt for øyebestråling eller ørebestråling. Men selv da er håndterin-, gen stadig problematisk. Særlig må pasienten i løpet av lengre tid være helt stille eller holde en bestemt del av kroppen ganske stille i forhold til bestrålingsapparatet, slik at strålingsinten-siteten og også det bestrålte område forblir konstant. Ved stråling for oppvarming av hele legemet, f.eks. i aktiveringssentra eller i kjøretøy etter ulykker e.l. finnes praktisk talt ingen hensiktsmessige apparater til rådighet.

Det innledningsvis omtalte prinsipp med dannelse av varme under benyttelse av en strømledende varmefilm av kunststoffdis persjon og sot er omtalt i flere publikasjoner, f.eks. i tyske DT-DAS 2 148 191, DT-OS 2 151 626 og Dt-OS 2 234 216. Det dreier seg da hovedsakelig om romoppvarming ved hjelp av varmeflateelementer som også er anvendelige til andre formål, f.eks. som elek-triske varmeputer. Særlig slike varmeflateelementer har man allerede foreslått på det medisinske område, men utelukkende til formål med direkte varmeoverføring.

Ifølge oppfinnelsen er det imidlertid tilveiebrakt et apparat for infrarød bestråling til medisinske formål, hvor det innledningsvis omtalte kjente prinsipp ved fremstilling av varme som avgis fra en flate Ved hjelp av en hetefi lm,benyttes og som utmerker seg ved at det i overdelen av et hus som er forsynt med et håndtak, er laminataktig over hverandre anordnet et bærersjikt av et materiale med stor strålingsandel under varmeavgivelse, en varmefilm med tilkoblingselektroder og elektrisk tilførselsled-ning og et sterkt virksomt varmeisolerende sjikt, fortrinnsvis et skumsjikt av hard polyuretan, og at underdelen består av en avstandskappe som hindrer direkte kontakt mellom den varmeavgivende overflate og huden.

Et sådant utformet bestrålingsapparat åpner for nye mu-ligheter på den medisinske sektor av bestrålingsteknikken og tillater at pasienten selv uten vanskeligheter fagmessig kan utføre bestrålingen hjemme, samtidig som et bestrålingsapparat ifølge oppfinnelsen er forholdsvis billig i fremstilling.

Apparatene ifølge oppfinnelsen utmerker seg særlig ved at de er lett å tilpasse, den kroppsdel som skal bestråles og

lett kan anbringes, på denne og eventuelt festes på kroppen, hvilket skal forklares nærmere nedenfor. Derved oppnås en meget jevn bestråling som bare omfatter nøyaktig den del av kroppen som vir-kelig skal bestråles. Da bestrålingsapparatet i forbindelse med

den bestrålte kroppsdel praktisk talt danner et lukket system, som isoleres effektivt ved hjelp av det varmeisolerende sjikt på baksiden av varmefilmen og som i alle tilfelle, hvilket også skal forklares nedenfor, er forsynt med lufteåpninger, omsettes nesten hele den frembragte varme i stråling som ligger i det infrarøde område, som så praktisk talt fullstendig tilføres den bestrålte kroppsdel. Dette fører med seg ikke bare den fordel at deler som ligger utenfor det bestrålte kroppsområde, ikke mer eller mindre tvangsmessig allikevel bestråles, men at bestrålingen kan konsen-treres slik at det trenges betydelig mindre elektrisk energi enn

ved de hittil benyttede strålingsapparater med infrarøde glødelam-per. Dessuten kan bestrålingsapparatene ifølge oppfinnelsen uten ulempe og med den fordel at ulykker unngås benyttes med lavere spenning, f.eks. 24 volt som enten tas fra nettet gjennom en transformator eller tilføres fra et oppladbart batteri e.l.

Som det skal forklares mer detaljert nedenfor, kan man

i samsvar med oppfinnelsen på en enkel måte lett fremstille bestrålingsapparater til bestråling av øret, øyet, ekstremitetene, særlig føttene, knær e.l. samt hele kroppen, men også spesielt nyrer, lever og mage samt de partier som lider av reumatisme.

Også anvendelse av apparater i aktiveringsstasjoner, redningskjø-retøy og ved ulykker er uten videre mulig.

Når en spesiell bestråling er nødvendig, utformes bærersjiktet og tilsvarende også det overliggende sjikt med en oppad rettet hvelving.

Særlig når utformingen av bestrålingsapparatet krever

en forholdsvis kort avstandkappe, f.eks. når apparatet er utformet som en bandasje, som kan anbringes på kroppen, er det hensiktsmessig å anordne et avtagbart gitter som berøringsbeskyttelse i underdelen av huset. Særlig viktig er en videreutforming av apparatet ifølge oppfinnelsen, hvor underkanten av huset ender i en polstring av mykt, elastisk materiale, f.eks. skumgummi med lukket ytterhud. Denne polstring fyller flere oppgaver. Den isolerer kroppen mot avstandskappen når denne består av varmeledende materiale og.i tilfelle selv oppvarmes mens behandlingen pågår. Den sørger videre for en avslutning av strålingssystemet og forhindrer uønskelig avgivelse av varme til omgivelsene. Den tillater i en hensiktsmessig utforming en tilpassing av apparathusets underkant, nemlig av avstandskappen, til uregelmessig forløpende kroppspartier som avstandskappen anbringes på. "Endelig forhindrer polstringen eventuelt generende kanttrykk under anbringelse av avstandskappen på kroppsdelen.

Derved skulle husets underkant eller polstringen selv til lufting av det bestrålte kroppsparti ha gjennomboringer eller uttagninger.

I et allsidig anvendelig bestrålingsapparat ifølge oppfinnelsen danner overdelen og underdelen av huset to selvstendige deler og den ønskede og hensiktsmessige underdel består av et sett forskyvbart formede og utstyrte underdeler, og kan lett anbringes på husets overdel som bærer strålingssystemet. På denne måte kan den samme overdel tilkobles forskjellig utformede underdeler som gjør apparatet anvendelig for bestråling av forskjellige kroppsdeler, avhengig av avstandskappens høyde og underkantens utforming.

Ved enda en utførelse av oppfinnelsen er i det minste et hus med strålingssystem særlig for bestråling av øret anbrakt på et understell med bøyle som ligner en hodetelefon. Apparatet kan' da være utformet slik at høredyktigheten også opprettholdes under strålingen.

For et antall andre anvendelsestilfelle er det fordelaktig at huset med strålingssystemet er utført som langstrakt bandasje som kan festes på kroppen og er fleksibel særlig i leng-deretningen og innenfor visse grenser for bestråling av kroppspartier i område mave, lever, nyrer e.l. For en fleksibel utforming er det en forutsetning at det som bærersjikt benyttes en tilsvarende . bøyelig blikkfolie e.l.

Ved en annen fordelaktig utførelse er huset med strålingssystemet utformet som et langstrakt, nedad åpent trau til oppvarming av hele kroppen ved ulykkestilfelle, på aktiveringssentra e.l. Bestrålingsapparatet kan eventuelt være utført oppdelt i tverretningen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler og under henvisning til tegningene.

På tegningene viser

fig. 1 et sideriss tildels i snitt av et apparat for in-frarødbestråling, fig. 2 et sideriss også tildels i snitt av et apparat med utskiftbar underdel, fig. 3 viser noe skjematisk utformingen av et bestrålingsapparat for hvelvaktige kroppsdeler, såsom albuer, knær e.l., fig. 4-6 viser forskjellige utforminger av apparatet egnet til anvendelse i spesielle tilfelle, og fig. 7 viser tildels i snitt et bestrålingsapparat ifølge oppfinnelsen med en langstrakt eller høy avstandskappe.

Det på fig. 1 viste bestrålingsapparat har et av kunst-stoff bestående hus 1, som er delt opp i en overdel la og en underdel lb utformet som en avstandskappe med en polstret underrand 2 som f.eks. kan bestå av myk skumplast med lukket ytterhud (for bedre rengjøring) og som på undersiden har åpninger 7 til lufting av de bestrålte kroppspartier.

Den egentlige bestrålingsanordning finnes i overdelen la, som er utstyrt med et bekvemt og lett gripbart håndtak 3. Sett nedenfra oppover består overdelen av et bærersjikt 4 med en bakre varmefilm 5 samt i avstand fra hverandre anordnede elektroder 9 som er koblet til en bøyelig strømtilføringsledning 10 som er ført gjennom huset 1 og forsynt med et elektrisk støpsel 13

og eventuelt en transformator 11 for nedtransformering av spenningen samt en bryter 12 og et sterkt skumsjikt av hard polyuretan som slutter seg direkte til varmefilmen 5 og fullstendig utfyller overdelen la.

Underdelen lb kan ha hull 8 for tilstrekkelig lufting.

I avstand fra bærersjiktet 4 kan det i underdelen lb være anordnet et gitter 15 av dårlig varmeledende materiale som ytterligere vern mot berøring. Gitteret kan være anordnet avtagbart.

Et på denne måte utformet bestrålingsapparat for infra-rød bestråling egner seg f.eks. til bestråling av øret, øyet eller andre kroppsdeler .avhengig av den valgte størrelse og ytelse av apparatet. Pasienten selv eller en betjeningsperson setter apparatet på den kroppsdel som skal bestråles og holder det ved hjelp av håndtaket 3 i den valgte stilling på en fast og sikker måte. Allerede noen sekunder etter innkoblingen ved hjelp av bry-teren 12 begynner emisjonen av infrarød stråling fra bærersjiktet 4, såsnart varmefilmen 5 på baksiden er blitt oppvarmet som følge av strømtilførsel. Apparatet må i hvert tilfelle'være utstyrt med en på selve apparatet eller ledningen 10 anbragt regulator for regulering av den i hvert tilfelleønskede bestrålingsintensitet ved regulering av den tilførte spenning.

Ved fremstillingen av det sjiktformede strålingssystem benyttes en i prinsippet kjent teknikk, idet man f.eks. går frem på følgende måte.

Først fremstilles bærersjiktet 4 som på sin strålingsav-givende frontside enten ved typen av det materiale som benyttes til fremstilling av bærersjiktet 4 eller ved en tilsvarende beleg-ging er blitt gjort ytterst strålingsaktiv, dvs. at andelen av den ved stråling avgitte varme når bærersjiktet oppvarmes, er så høy som mulig. Det kan også benyttes et bærersjikt 4 som er be-lagt med emalje, da denne danner et antibakterielt og toksikolo-gisk sett innvendingsfritt overtrekk. På baksiden av bærersjiktet 4 finnes om nødvendig en elektrisk isolerende film. Bærersjiktet 4 kan f.eks. være av stålblikk som er dekket med epoksy-harpiks. Direkte på bærersjiktet 4 hhv. den elektrisk isolerende film er det på baksiden anbrakt den omtalte varmefilm 5 som be-

består av en kunststoffdispersjon som er omrørt med sot, f.eks.

av BASF-kunststoffdispersjon "Acronal" og sot. Innleiret i varmefilmen 5 er de to på bærersjiktets 4 motsatte ender anbrakte elektroder 9. Et skumlaglegeme 6 av hard polyuretan er i en form som hensiktsmessig passer til overdelen la,dannet ved direkte på-føring på varmefilmen 5. Etter at det således dannede strålelege-me er innsatt i det ved denne utførelse hensiktsmessig endelt utformede kunststoffhus 1, kobles strømkabelen 10 til apparatets elektroder 9.

Varmefilmen 5 innstilles slik at det på frontsiden av bærersjiktet 4 innstilles en temperatur som helst ikke er over 50 til 60°C med 70°C som øverste grenseverdi. Riktignok kan det i enkelte tilfelle være nødvendig også å tillate en temperatur på opp til 90°C under tilsvarende sikkerhetsutforming av stråleappa-ratet for unngåelse av faren for forbrenninger. I dette tilfelle danner det sterkt virksomme polyuretanhardskumsjiktet 6 hhv. sjik-tets bestanddighet målestokk for den øvre temperaturgrense.

Varmefilmen 5 tilkobles fortrinnsvis til en lavspennings-kilde på 24 V, maksimalt 50 V, og spenningen er regulerbar for innstilling og regulering av bestrålingsintensiteten.

I utførelseseksemplet ifølge fig. 2 er stråledelen like-dan anordnet i overdelen la, mens underdelen lb her er bestanddel av et sett med utskiftbare underdeler, som er utformet og utstyrt for forskjellige anvendelsesformål. I det foreliggende eksempel egner underdelen lb seg til opptaking av en oppklappbar innsats 18 som kan være fylt med virkestoffer, såsom planteekstrakter e.l., dog slik at strålingen fra strålingsdeler kan passere gjennom det meste av innsatsen 18. Derfor er innsatsen 18 hensiktsmessig ut-ført som gitter lier opptar bare. en del av det frie tverrsnitt av underdelen lb. Den sistnevnte er f.eks. ved hjelp av gjengene 19 skrudd inn i overdelen la. En klembefestigelse kan også benyttes. Fig. 3 viser en utførelse av apparatet som særlig egner seg til bestråling av knær. Strålingsdelen har her en hensiktsmessig utformet hvelving. En sådan hvelvutforming foretrekkes når det er ønskelig å oppnå en viss fokusering av strålen ned på en forholdsvis liten kroppsflate. Fig. 4, 5 og 6 illustrerer ytterligere utformingsmulig-heter for bestrålingsapparatet ifølge oppfinnelsen

Ifølge eksemplet på fig. 7 er praktisk talt hele huset av apparatet utført som overdel la med den allerede forklarte strålingsdel og har form av et avlangt, ved den øvre ende lukket hullegeme. Derved kan den indre varmeavgivende flate av stråleap-paratét økes betydelig. Isolering av hardt skum av polyuretan har en overflate som er lett å gripe i, slik at anvendelsen av håndtak o.l. er unødvendig. Den polstrede underrand 2 har i inn-snevringsområdet 20 uttagninger 7, hvis åpning kan reguleres.

Når det er ønskelig med større varmebhov, utøves et visst trykk

på den polstrede underrand 2 for i det minste delvis lukning av åpningene 6. Trykket oppheves helt eller delvis når det er ønskelig å slippe varmluft ut av den indre del la eller å gjøre bestrålingen mindre intensiv.

Det antas at virkemåten av bestrålingsapparatet ifølge oppfinnelsen beror på følgende forutsetninger eller lovmessighe-ter : Inntrengningsevnen av elektromagnetisk stråling inn i dyrevev eller menneskevev ér mindre avhengig av hudens art (bort-sett fra ytterst sterk pigmentering) enn av strålingens bølge-lengde: Innénfor området for synlig lys (fiolett = 380 nm bølge-lengde til rødt = 750 nm bølgelengde) til de lange infrarøde bøl-ger ("sorte" temperaturstråler fra 40°C = 9259 nm bølgelengde ved strålingsmaksimum) tiltar inntrengningsevnen med bølgelengden.

-9

1 nm = 1 " 10 m. For å kunne oppnå en stor dybdevirkning er

det derfor nødvendig å benytte infrarødt "lys" med størst mulig bølgelengde.

Bølgelengdenes strålingsmaksima er igjen ved de kjente infrarøde bestrålingsapparater og ved apparatet ifølge oppfinnelsen avhengige av strålerens temperatur, nemlig ifølge den Wien'ske forskyvningslov, da disse bestrålingsapparater kan ansees som "sorte utstrålingselementer" for de emitterte stråler.

Hvis overflatetemperaturen av bestrålingsapparatet iføl-ge oppfinnelsen f.eks. er 50°C, har man strålingsmaksimum ved bølgelengden 8972 nm.

Hvis det derimot benyttes en kjent strålelampe for infra-rød stråling, opptrer det to forskjellige strålingsmaksima for bølgelengden som er tilordnet to forskjellige emisjonsområder, nemlig den glødende hetetråd med en temperatur på omtrent 1700°C og glødelampens glassmantel med en temperatur på omtrent 200°C. Strålingen ved 1700°C har et strålingsmaksimum ved bølgelengde på 1468 nm og en strålingsandel av totalstrålingen med kortere og lengere bølgelengder svarende til Plank'sk strålingslov på om trent 25%. De tilsvarende verdier for 200°C stråling er 6125 nm hhv. 75%.

Strålingens inntrengningsdybde er omtrent proporsjonal med kvadratroten av bølgelengdens strålingsmaksimum.

Derav følger at 50°C strålingen fra apparatet ifølge oppfinnelsen trenger 2 4 72 ganger dypere inn i vevet enn strålingen ved 1700°C og 1,21 ganger dypere enn strålingen ved 200°C

fra en strålelampe for infrarød bestråling.. Dette betyr at ved samme dybdestrålevirkning av de strålingstyper som skal sammen-lignes, kan det ved bestråling fra bestrålingslampen i tillegg forekomme en varmestråling som hovedsakelig absorberes av hud-sjiktet og som eventuelt kan forårsake skadelig opphetning opp til forbrenning hvis dybdestrålingen når maksimum. Sagt på annen måte kan man ved samme overflateoppvarming øke dybdevirkningen betraktelig ved utførelsen ifølge oppfinnelsen uten at dette for-årsaker hudforbrenning, slik at en mer intens strålingsterapi er mulig.

En ytterligere fordel ved oppfinnelsen består i at det som følge av de forholdsvis store strålings flater er tilstrekkelig med en mindre flateytelsestetthet, hvilket igjen gir en forholdsvis lavere overflatetemperatur av den strålende flate i samsvar med Stefan Boltzmanns lov. Ved de kjente strålelamper for infrarød bestråling er det imidlertid lett å forårsake en forbrenning hvis man berører lampen. Denne fare har man unngått ved bestrålingsapparatene ifølge oppfinnelsen fordi overflatetemperaturen er vesentlig lavere og bare av underordnet betydning. Det er derfor på det høyeste tale om førstegradsforbrenning (rødgjø-ring), men aldri forbrenning av andre eller tredje grad. Ved den flateaktige oppvarming ifølge oppfinnelsen fåes dessuten den fordel med større flatejevnhet for den innstrålte strålingsytel-sestetthet over den kroppsflate som behandles.

Claims (9)

1. Bestrålingsapparat for infrarød bestråling til medisinske formål, under benyttelse av prinsippet med dannelse av fra en flate avgitt varme ved påtvinging av en elektrisk spenning over fra hverandre adskilte sider av en doserbart lededyktig varmefilm, fortrinnsvis fremstilt ved påføring av en med sot utrørt kunst-stof fdispers jon på et bærersjikt og med påfø lgende isolering av den frie bakside av varmefilmen med et varmeisolerende sjikt, karakterisert ved at det i overdelen (la) av et med et håndtak (3) forsynt hus (l)på en laminataktig måte er over hverandre anordnet et bærersjikt (4) av et materiale med stor strålingsandel ved varmeavgivelse, en varmefilm (5) med tilslut-ningselektroder (9) og elektrisk tilførsel (10) samt et sterkt virksomt varmeisolerende sjikt (6), fortrinnsvis av polyuretanhard-skum, og hvor underdelen (lb) består av en avstandskappe.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at bærersjiktet (4) er hvelvet oppover.

3. Apparat ifølge krav 1.eller 2, karakterisert ved at et avtagbart gitter (15) er anordnet som ytterligere berø-ringsvern i husets (1) underdel (lb).

4. Apparat ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at husets (1) underrand (2) ender i en polstring av mykt, elastisk materiale, f.eks. skumgummi med lukket ytterhud.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at husets (1) underrand (2) eller polstringen selv for lufting av det bestrålte kroppsparti har gjennombrudd eller uttagninger (7) og/eller at hull (8) er anordnet i selve underdelen (lb).

6. Apparat ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at husets (1) overdel (la) og underdel (lb) danner to selvstendige deler, hvor denø nskede og egnede underdel (lb) består av et sett forskjellig formede og utstyrte underdeler (lb) som lett utskiftbart kan anbringes på husets (1) overdel (la) som bærer strålingssystemet.

7. Apparat ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at i det minste et hus med strålingssystemet, særlig for bestråling av øret, er anbrakt på et ho-detelefonlignende understell med bøyle.

8. Apparat ifølge et eller flere av kravene 1-6, karakterisert ved at huset med strålingssystemet er utformet som langstrakt, på kroppen fastgjørbar og særlig i leng-deretningen innenfor visse grenser fleksibel bandasje til bestrå-i ling av kroppspartier i område av rnave,lever, nyrer o.l. I

9. Apparat ifølge et eller flere av kravene 1-6, karak terisert ved at huset med strålingssystemet er utformet som et langstrakt, nedad åpent trau til oppvarming av hele legemet ved ulykker, på aktiviseringssteder o.l.