SE416269B - Elektromedicinsk behandlingsanordning - Google Patents

Description

7902977-3 i den amerikanska patentskriften nr 3.915.151 är i första hand avsedd för behandling av benbrott och utnyttjar före- trädesvis platta spolar för alstring av ett magnetfält vars flöde anbringas longitudinellt med behandlingsobjek- tet, dvs parallellt med ett ben eller en arm. Förutom ett magnetiskt fält påföres i en utföringsform även ett elektro- statiskt fält. Detta åstadkommas genom två diametralt mot- satta elektroder vilka tillföras en spänning med relativt stor potentialskillnad. Ett elektriskt fält uppstår häri- genom vilket sträcker sig genom behandlingsobjektet väsent- ligen i rät vinkel mot det magnetiska fältets flöde. Genom att tillföra en spänning vars amplitud regelbundet varierar åstadkommas att de i behandlingsområdet befintliga elek- triskt laddade partiklarna bibringas en oscillerande rörelse. På grund av de magnetiska och elektriska fältens flödesriktningar oscillerar de laddade partiklarna endast vinkelrätt mot benstömmen och alltså vinkelrätt mot behand- lingsobjektets huvudsakliga blodflöde. Det venösa blod- flödet, dvs blodflödet i riktning mot hjärtat, påverkas så- ledes icke av denna behandlingsanordning.

Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med föreliggande uppfinning är framförallt att behandla och påskynda läkningsprocesser i biologisk vävnad.

Detta sker bl.a. genom understödjande av metabolismen, ämnes- omsättningen, i vävnaden och genom ökad blodgenomströmning.

Ytterligare ändamål är att kunna behandla reumatiker och patienter med cirkulationsrubbningar samt förhindra bildandet av tromboser, blodproppar. Även patienter med neurologiska störningar och sjukdomstillstånd såsom exempelvis neurologiskt betingade rörelsehämningar skall kunna behandlas med framgång.

Uppfinningen skall vidare vara lätt och ofarlig att använda och på sikt nedbringa resursbehovet inom sjukvården. Detta åstadkommas därigenom att en magnetfältsgenerator, inne- fattande åtminstone en solenoíd är anordnad att i behand- lingszonen alstra ett magnetiskt kraftfält med regelbundet varierande fältstyrka, vilket kraftfält i behandlingszonen är riktat väsentligen transversellt dels mot det elektriska 7902977-3 kraftfältet och dels mot behandlingsobjektets huvudsakliga blodflödesbanor samt att minst ett magnetiskt linssystem och ett elektriskt linssystem är anordnade att samverka och homogenisera samt koncentrera det av solenoiden alstrade magnetiska kraftfältet i behandlingszonen.

Beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nedan att beskrivas i ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig. 1 visar en vy av den elektromedicinska behandlingsanord- ningen, fig. 2 visar ett vertikalt snitt genom uppfinningen, fig. 3 visar ett elektriskt kopplingsschema över uppfinningen, fig. U visar utformningen av ett linssystem, fig. 5 visar några exempel på partikelbanor i kraftfält.

Beskrivning av utförinsßexempel I fig. 1 visas något schematiskt en vy av den uppfinninge- enliga elektromedicinska behandlingsanordningen 1. De ingående delarna är huvudsakligen två ringformade linssystem 2 koaxiellt anordnade i horisontalled och på något avstånd från varandra. Varje linssystem 2 är vid sin periferi försedd med en solenoid 3. Dessa solenoider 3 är seriekopplade med varandra och utgör en magnetfältsgenerator N. Mellan linssystemen 2 är en undre och en övre fältelektrod 5,6 anordnade och placerade så att en i varje fältelektrod 5,6 tänkt centrumaxel sammanfaller med varandra. Den genom fältelektroderna 5,6 tänkta centrumaxeln skär dessutom en genom línssystemen 2 tänkt centrumaxel i väsentligen rät vinkel och på ungefär lika avstånd från resp. linssystem 2. Linssystemen 2 och fältelektroderna 5,6 är dessutom så anordnade att de sinsemellan manuellt kan förskjutas i horisontell resp vertikal led. Detta arrangemang medför att den i behandlingsanordningens 1 centrum, dvs mellan linssystemen 2 och fältelektroderna 5,6, bildade behandlings- zonen kan göras större eller mindre och på så sätt anpassas '7902977-3 till storleken av det objekt som skall behandlas, exempelvis göras mindre om en kroppsdel såsom en vrist skall behandlas och större då ett lår skall behandlas.

Vart och ett av de i den medicinska behandlingsanordningen l ingående linssystemen 2 består huvudsakligen av en ring- formad kärna 7 uppbyggd av transformatorplåtar 8. Dessa plåtlameller, av exempelvis kisellegerat järn, är på kon- ventionellt sätt isolerade från varandra och ligger tätt packade i linssystemets 2 axiella längdriktning. I det av varje ringformad kärna 7 definierade inre utrymmet är anordnat dels en magnetisk 9 dels en elektrisk lins 10. De i varje lins ingående elementen kan antingen anbringas vid den ringformade kärnans 7 inre yta eller på annat. sätt fritt placeras inuti den ringformade kärnan 7. Vid línssystemets 2 periferi, dvs vid den ríngformade kärnans 7 från centrum vända yttre yta, är en solenoid 3 anordnad.

Solenoiden 3 består av en lindning med isolerad koppartråd vars diameter anpassas till den ström som maximalt skall tillföras solenoíden 3. För att hålla solenoidens 3 lind- ningar på plats är två sidostycken 2H av dielektriskt material anordnade vid varje linssystems 2 sidoytor.

I avsikt att erhålla ett tillräckligt starkt magnetiskt kraftfält kan ett flertal lindningsvarv vara nödvändiga.

De båda i behandlingsanordningen ingående solenoiderna 3 kopplas elektriskt i serie efter varandra, varigenom ett homogent magnetiskt fält erhålles i behandlingszonen.

Den i linssystemet 2 anordnade magnetlinsen 9 är av s.k kvadropoltyp och innehåller fyra linselement lg-15 vilka var och en utgör en magnetisk pol. De företrädesvis cylinder- formade linselementen l2-15, som exempelvis kan vara ut- stansade i samma material som den ringformade kärnan 7, anbringas symmetriskt utefter kärnans 7 inre yta på sådant sätt att de tvâ linselementen 12,13 som utgör nordpoler och de två linselementen lU,l5 som utgör sydpoler anordnas parvis diametralt motsatt varandra. Linselementen 12-15 är, vid den inåt magnetlinsens 9 centrum vända delen, 7902977-3 hyperboliskt utformade. Härigenom erhålls ett mer homogent magnetiskt kraftfält i magnetlinsens 9 centrum. Kring varje linselement 12-15 är solenoider 16 anordnade på sådant sätt att en i varje solenoid 16 tänkt centrumaxel sammanfaller i en och samma punkt i linssystemets 2 centrum.

Solenoiderna 16 kopplas elektriskt så att två diametralt anordnade linselement lU,l5 fungerar såsom sydpoler och de övriga två diametralt motsatta linselementen 12,13 fungerar såsom nordpoler. De i magnetlinsen 9 ingående solenoiderna 16 kan elektriskt kopplas i serie och anslutas till ett spänningsaggregat 17. Magnetlinsens 9 huvudsakliga uppgift är i korthet att konvergera elektriskt laddade partiklar vilka befinner sig i eller passerar genom magnetlinsen 9. Dess funktion bör dock ses i relation till övriga i den elektromedicinska behandlingsanordningen 1 ingående delarna. Även den i linssystemet 2 ingående elektriska linsen 10 är av s.k kvadropoltyp, dvs även den har fyra linselement här benämnda linselektroder 19-22. Varje linselektrod 19-22 består av ett elektriskt ledande material, t.ex kopparmetall eller liknande, och är huvudsakligen stavformade.

Den mot linssystemets 2 centrum vända ytan är med fördel hyperboliskt utformad i avsikt att erhålla en för ändamålet önskad fältbild. Linselektroderna 19-22 är symmetriskt anordnade inuti linssystemets 2 ringformade kärna 7 på sådant sätt att de två linselektroderna 19,20 med positiv potential och de två linselektroderna 21,22 med negativ potential parvis är anordnade diametralt motsatta varandra.

Linselektroderna 19-22 som är elektriskt isolerade från den ringformade kärnan 7 med hjälp av isolatorer 25 är lämpligen förskjutet anordnade med H50 vinkel relativt de i magnetlinscn 9 ingående linselementen 12-15. De lins- elektroder 21,22 som har en negativ potential är seriekopp- lade och anslutna till spänningsaggregatets 1? negativa utgång och de linselektroder 19,20 som har positiv potential är parallellkopplade och anslutna till spänningsaggregatets 17 positiva utgång. Den här beskrivna elektriska linsen 10 divergerar de elektriskt laddade partiklar som passerar 79Û297?-3 genom dess centrala parti.

I den elektromedicinska behandlingsanordningens l mitt dvs i dess behandlingszon, är även ett mot det magnetiska flödet transversellt riktat elektriskt kraftfält anordnat.

Detta elektriska kraftfält alstras av en övre och en undre fältelektrod 6,5, utgörande en elfältsgenerator 26. Den övre fältelektroden 6 består av ett ringformat rör av metall, varvid den mot behandlingszonen vända rörändans kant är hyperboliskt utformad. Denna övre fältelektrod 6 tillföres en positiv potential, vilket medför att det elektriska kraftfältets flöde är riktat nedåt och samverkar därvid med gravitationskraften beträffande de elektriskt laddade jonerna.

Den undre fältelektroden 5 består på samma sätt som den övre fältelektroden 6 av metall och är utformad såsom ett ringformat rör. Ett galler 23 är emellertid anordnat vid dess inre kant. Detta galler 23 kan bestå av band eller stavar av tungsten eller molybden och är anordnat i den undre fältelektrodens 5 övre del. Gallrets 23 övre kanter är utformade med en skarp, eggformad, profil och är riktade mot den övre fältelektroden 6. Härigenom erhålles ett elektriskt fält, vars flöde focuseras mot den undre fältelektrodens 5 inre del. Detta medför att en mer koncen- trerad fältbild erhålles i behandlingszonen.

Såsom framgår av fig. 3 är samtliga, vid linselementen 12-15 anordnade, solenoider 16 elektriskt kopplade i serie efter varandra och samtliga linselektroder 19,20 med positiv potential är parallellkopplare, dvs kopplade till den positiva utgången på spänníngsaggregatet 17. Linselektroderna 21,22 är på motsvarande sätt kopplade till spänningsaggrega- tets 17 negativa utgång. Ett och samma spänningsaggregat 17 förser alltså hela behandlingsanordningen l med elektrisk 7902977-3 energi. Spänningen består av en halvvågslikriktad sinusspänning som aldrig passerar noll. Den frekvens varmed spänningen varierar har valts till 66 Hz men kan naturligtvis varieras mellan exempelvis 20 och 100 Hz. Även spänningens amplitud är manuellt justerbar. Spänningen till solenoiderna 3,16 kan endera vara positiv eller negativ. Det är naturligtvis tänkbart att separera det rent elektriska systemet från det elektro-magnetiska systemet och därvid mata solenoiderna 3,16 å ena sidan och linselektroderna 19-22 och fältelektro- derna 5,6 å andra med spänningar vars parametervärden skiljer sig åt. Dock är det önskvärt att spänningen till båda systemen kan varieras med avseende på amplitud, frekvens och polaritet.

I ett ytterligare utföringsalternativ kan exempelvis ett rör eller munstycke 27 för gas eller vätsketillförsel anordnas vid den elektromedicinska behandlingsanordningens l ena eller båda ändar, dvs koaxiellt med den genom linssystemen 2 tänkta centrumaxeln. Genom detta rör eller munstycke 27 kan elektriskt laddade partiklar, eventuellt uppblandade med en eller flera medicinskt aktiva substanser, tillföras behandlingszonen via det ena eller båda linssystemen 2.

Fig. 5 a-c visar laddade partiklars banor i olika kraftfält enligt vedertagna naturlagar. E, F och W står för elektriskt kraftfält, magnetiskt kraftfält resp. mekanisk kraft. I fig. Ba visas en positiv partikels rörelsebana i ett magnetiskt kraftfält riktat "bort från betraktaren". I fig. Sb visas en negativ partikels rörelsebana i ett magnetiskt kraftfält i riktning "mot betraktaren". Slutligen visas i fig. 50 hur en negativt laddad partikel utför en helixformad rörelse i två mot varandra vinkelrätt korsande kraftfält. Ett magnetiskt kraftfält F riktat mot betraktaren och ett elekt- riskt kraftfält É riktat uppåt (så som pilarna visar). Det är bl.a denna rörelse som åstadkommas med föreliggande uppfinning. 7902977-3 Upp finningens funkt ionssåitt Uppfinningens funktion grundar sig på allmänt vedertagna fysikaliska och kemiska lagar samt nya upptäckter inom den medicinska forskningen. Det teoretiska underlaget är bl.a inhämtat från magnetohydrodynamiken och plasmafysiken, Jackson Classical Electrodynamics, och vakuum-gaselektronfy- siken, Lyman Spitzen, Princeton University. Vad anbelangar de medicinska upptäckterna kan hänvisas till exempelvis Medicine and Biology, Nr. 3, 1969.

Vårt blod innehåller som bekant en mängd olika ämnen och substanser. De vanligast förekommande jonerna, de s.k anjonerna och katjonerna, är kalium-, natrium-, klorid-, kalcium-, järn-, sulfat-, och fosfatjonerna. Då en Jon är en partikel vars nettoladdning antingen är positiv eller negativ påverkas den av elektriska, elektrostatiska och magnetiska fält. Om jonen passerar eller befinner sig i ett sådant kraftfält tillföres jonen rörelseenergi varvid den börjar vandra. Jonens mobilitet eller vandringshastighet beror bl.a på den omgivande substansens viskositet. Även jonens förmåga att föra med sig andra i substansen befintliga partiklar påverkar jonens mobilitet. Dessutom kan i viss mån konvektionsrörelser i substansen och olika lokala täthete- gradienter påverka jonens rörelse.

Vid en vad olika skador och sjukdomstillstånd har det visat sig fördelaktigt att sätta in behandling som framkallar hyperemi, dvs lokal blodöverfyllnad och ökad genomblödning.

Detta har hittills åstadkommits med hjälp av fysikalisk terapi varvid man huvudsakligen använt sig av olika former av uppvärmningsanordningar, såsom värmelampor och högfrekvens- teknik. Den ökade genomblödning man på detta vis lyckats åstadkomma underlättar transporten av t.ex näringsämnen, proteiner och syre till cellerna och slaggprodukter från dem. Denna metabolism understödjer följdaktligen läknings- *processerna. En väsentlig nackdel vid behandlingen med värmelampor är att den infraröda strålningen endast tränger ned några millimeter i huden och följdaktlígen bara har effekt i hudens ytskíkt. 7902977-3 Den uppfinningsenliga elcktromedicinska behandlingsanordningen har effekt även på djupare liggande vävnad. Detta hänger samman med att alla positivt eller negativt laddade partiklarna i ett elektriskt och eller magnetiskt kraftfält påverkas och att dessa partiklar är fördelade i vävnadens alla delar.

Behandlingsanordningen alstrar vid spänningstillförsel dels ett magnetiskt kraftfält med väsentligen horisontellt flöde dels ett elektriskt kraftfält vars flöde är riktat transversellt mot det magnetiska flödet. Tack vare de elekt- riska och magnetiska linssystemen koncentreras de magnetiska och elektriska flödena i behandlingsanordningens centrum dvs i dess behandlingszon. Införes i detta område laddade partiklar t.ex i form av i blodplasman befintliga joner påverkas dessa att röra sig i ett bestämt mönster. Jonernas rörelsehastighet påverkas av de magnetiska och elektriska kraftfältens styrka och för med sig närliggande oladdade partiklar. Fältstyrkan är valbart justerbar och kan beträffande det magnetiska fältets styrka uppgå till exempelvis 2000 Gauss. Både det magnetiska och elektriska kraftfältets styrka varierar i takt med den tillförda spänningens puls- frekvens. Pulsfrekvensen 66 Hz har visat sig stämma väl överens med kroppsorganens biologiska verksamhet men kan vid behov justeras exempelvis mellan 20-80 Hz.

Genom att den för behandling avsedda kroppsdelen, t.ex en arm eller ett ben, införes i behandlingsanordningen i väsentligen rät vinkel mot både det magnetiska och elekt- riska kraftfältet och genom de båda linssystemen överföres kraftkomponenter till de i kroppsdelen befintliga jonerna vilket bringar jonerna att utföra helixformade rörelser i blodbanornas längdriktning (se fig. 5c). Då i stort sett samtliga laddade partiklar erhåller en motsvarande rörelsekom- ponent och varje laddad partikel i större eller mindre omfattning för med sig andra, närliggande, oladdade partiklar erhålls en ökad blodgenomströmningen i vävnadsområdet. 7902977-3 10 Den till jonen överförda energin resulterar i en rörelse som i korthet kan beskrivas på följande sätt. En positivt laddad partikel som närmar sig ett magnetiskt kraftfält kommer att böjas av och rotera motsols sett i det magnetiska fältets flödesriktning. Om ett elektriskt kraftfält anbringas i rät vinkel mot det magnetiska kraftfältet och det elektriska kraftfältets flöde riktas uppåt, kommer den positivt laddade partikeln att accelerera på höger sida om det magnetiska fältet och bromsas upp på den vänstra. Är partikeln negativt laddad blir förhållandet det omvända. Den slutliga rörelse- banan blir helixformad, dvs skruvformad, med en konstant stigning. Detta åskådliggöres i fig. 5c.

Genom att de laddade partiklarna börjar vandra och därvid för med sig närbelägna partiklar, erhålles en fördelaktig ökning av genomblödningen i den behandlade vävnaden. Även en analgetisk, dvs smärtlindrande, effekt kan påvisas.

Smärta beror på syrebrist i vävnaderna eller på ansamling av smärtsubstanser. Ökad genomblödning ger ökad syresättning och underlättar borttransport av smärtsubstanserna.

Då även det centrala nervsystemet arbetar med hjälp av elektriskt laddade partiklar vilka bl.a passerar in i och ut ur nervcellerna och på detta sätt överför information till exempelvis muskulaturen kan även neurologiskt betingade skador eller sjukdomstillstånd behandlas med den uppfinningsen- liga elektromedícinska behandlingsanordningen. Exempel härpå är att vissa slag av handikapp såsom t.ex neurologiskt förorsakade rörelsehämningar kan behandlas. ' Många personer drabbas på äldre dagar av s.k urkalkning av benstommen. Detta föranleder betydligt ökade risker för frakturer, varvid lårbensbrott är en vanlig skada.

Behandlingstiden för sådana skador kan bli mycket långvarig och belägger stora resurser inom sjukvården. VMed den uppfinningsenliga elektromedicinska behandlingsapparaten kan dessa 7902977-3 '\ 11 416 269 lårbensbrott behandlas varigenom man erhåller en snabbare läkning. Det har nämligen visat sig att kalkjoner kan bringas att vandra tillbaka in i benstommen varför ett urkalkat skelett kan regenereras. På detta sätt kan frakturer före- byggas.

Läkningen av svårläkta, infekterade sår kan även påskyndas med den uppfinningsenliga behandlingsanordningen. Detta tillgår så att en medicinskt aktiv substans, såsom exempelvis aktiv jod, i dimform tillföres behandlingszonen genom accele- ration från det ena eller båda linssystemen 2 via exempelvis ett munstycke 27. Ett bombardemang av såret av den medicinska aktiva substansen kan härvid åstadkommas. Tack vare denna behandlingsmetod undviks att de annars normalt uppträdande resistenta infektionshärdarna uppstår.

Claims (10)

1. 902977-z 12 P A T E N T K R A V 6 1. Elektromedicinsk behandlingsanordning (1) för behand- ling av biologisk vävnad, företrädesvis för påskyndande av läkningsprocesserna i en kroppsdel såsom exempelvis ett ben eller en arm, och av det slag som åtminstone alstrar dels ett magnetisk dels ett elektriskt kraftfält i en behand- lingszon, innefattande en elfältsgenerator (26) anordnad att alstra ett elektriskt kraftfält riktat väsentligen vinkelrätt mot behandlingsobjektets huvudsakliga blodflödes- banor i behandlingszonen, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att en magnetfältsgenerator (U), innefattande åtminstone en solenoid (3) är anordnad att i hehandlingszonen alstra ett magnetiskt kraftfält med regelbundet varierande fält- styrka, vilket kraftfält i behandlingszonen är riktat väsent- ligen transversellt dels mot det elektriska kraftfältet och dels mot behandlingsobjektets huvudsakliga blodflödes- banor samt att minst ett magnetiskt linssystem (13-16) .ooh ett elektriskt linssystem (19-22) är anordnade att samverka och homogenisera samt koncentrera det av solenoiden (3) alstrade magnetiska kraftfältet i behandlingszonen.

2. Elektromedicinsk behandlingsanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att elfältsgeneratorns (26) övre fältelektrod (6) är ansluten till spânningsaggregatets (17) positiva utgång och att elfältsgeneratorns (26) undre fältelektrod (5) är ansluten till spänningsaggregatets (17) negativa utgång varigenom elfältsgeneratorn (26) är anordnad att alstra ett elektriskt kraftfält som samverkar med jordgravitationen beträffande elektriskt laddade partiklar.

3. Elektromedicinsk behandlíngsanordning enligt något av patentkraven 1-2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, 13 7902977 -3 att i direkt anslutning till behandlingszonen är anordnat Aåtminstone ett linssystem (2), huvudsakligen bestående av en elektrisk lins (10) inrättad att divergera i behand- lingszonen befintliga laddade partiklar och en magnetisk lins (9). inrättad att konvergera i behandlingszonen~ befintliga laddade partiklar.

4. Elektromedicinsk behandlingsanordning enligt något av patentkraven l-3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att i direkt anslutning till behandlingszonen är anordnat åtminstone ett linssystem (2), huvudsakligen bestående av en elektrisk lins (10) och en magnetisk lins (9), och vilket linssystem (2) är inrättat att konvergera till behandlingszonene tillförda medicinskt aktiva substanser såsom exempelvis hyperbaroxygen eller aktivt jod.

5. Elektromedicinsk behandlingsanordning enligt något av patentkraven l-4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att åtminstone ett munstycke (27) är anordnat väsentligen koaxiellt med linssystemen (2) vid det ena eller båda linssystemen (2) och inrättat att tillföra behandlingszonen laddade partiklar och/eller medicinskt aktiv substans.

6. Elektromedicinskt behandlingsanordning enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att fältelektroderna (5,6) huvudsakligen är rörformade och vars, mot behandlingszonen vända ändkanter, utformats hyperbolikst.

7. Elektromedicinsk behandlingsanordning enligt något av patentkraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, 7902977-3 l ._ 14 att de i linssystemet (2) ingående solenoiderna (3,16) är elektriskt seriekopplade och är anordnade att ström- försörjas från ett spänningsaggregat (17).

8. a Elektromedicinsk behandlingsanordning enligt något av patentkraven 1-7, l k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att fältelektroderna (5,6) är rörformade med mot varandra vända avrundade (hyperboliska) ändkanter.

9. Elektromedicinsk behandlingsanordníng enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att i en av fältelektroderna (5,6) är anordnat ett galler (23) för koncentrering (insnörning) av det elektriska kraftfältet.

10. Elektromedicinsk behandlingsanordning enligt patentkrav 9, k ä nln e t e c k n a d d ä r a v, att gallret (23) är bestyckat med stavar eller utgöres av ett band av molybden eller tungsten.