DE3007717C2

DE3007717C2 - Schaltungsanordnung für die Elektrotherapie

Info

Publication number: DE3007717C2
Application number: DE3007717A
Authority: DE
Inventors: Erich 6603 Sulzbach Scherer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1984-12-20
Also published as: EP0035138A2; US4409565A; DE3007717A1; ATE11617T1; EP0035138B1; EP0035138A3

Description

Frequenz- und Amplitudenverlauf an den beiden Elektroden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß jeder der Sinusgeneratoren' ein Eingangs-Potentiometer zur Steuerung des Arbeitspunktes eines Transistors enthält, wobei dieses Eingangspoientiometer zugleich Bestandteil des Ausgangskreises ist, der einen Kondensator und das an den Übertrager angeschlossene Potentiometer enthält.

Diese Maßnahmen bewirken, daß in Abhängigkeil von der Einstellung des Eingangspotentiometers nicht nur der Arbeitspunkl des Transistors eines Generators eingestellt, sondern auch der Ausgangskreis abgestimmt wird. Zugleich ergibt sich aber auch durch eine Rückkopplung von den beiden anderen Generatoren her (die ja auf andere Frequenzen eingestellt sind) Ober die Übertrager eine Überlagerung der Frequenzen in dem Ausgangskreis, so daß eine laufende Veränderung der Einstellung des Arbeitspunktes des Transistors erfolgt. Hierdurch entstehen in jedem der drei Generatoren andere Frequenzspektren als Ausgangsfrequenzen, die durch geeignete Einstellung der Eingangspotenticmeter zueinander im Endeffekt auf den zusammengeschalieten Ausgängen der Sekundärseiten der Übertrager ein Schwebungsgemisch erzeugen. Dieses wird über die auf einem Leitungspaar parallel zusammengeschalteten Ausgänge der Übertrager direkt dem Niederfrequenzverstärker zugeführt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 rein schematisch die Ausgänge der einzelnen Generatoren,

Fig. 2a das entsprechende Oszillographenbild,

F i g. 3 die zeitlich aufeinanderfolgende Änderung der Hüllkurven, nach entsprechender Modulation,

Fig.4 eir.8 mechanische, automatische Steuervorrichtung für die Potentiometer,

Fig.5 eine Schaltungsanordnung nach einer Ausgestaltung der Erfindung,

F i g. 6 rein schematisch den Ausgang der Schaltungsanordnung nach F i g. 5 und

F i g. 6a (?as entsprechende Oszillofcraphenbild.

Das Schaltbild nach F i g. 1 zeigt drei Wechselstromgeneratoren 1, 2 und 3, die jeweils über Zencrdiodcn ZD1 bis ZD 3 an die Eingangsklemmen 4 und S gelegt sind. An den Eingangsklenmen liegt beispielsweise eine Eingangsspannung von !2 Volt an.

Über eifcsn Spannungsteiler aus den beiden Widerständen A3 und A4 wird ein Transistor 77? 1 angesteuert, dessen Arbeitspunkt über ein Eingangs-Potentiometer P2 steuerbar ist. An die Basis und den Kollektor des Transistors ist ein Schwingkreis gelegt, der aus einem Widerstand R 1 und einem Kondensator C2 besteht. Parallel zu diesem ersten Schwingkreis liegt ein zweiter Schwingkreis mit dem Widerstand R 2 und dem Kondensator C3. An diesen zweiten Schwingkreis ist ein Kondensator C 4 angeschlossen, der andererseits an die Basis des Transistors TR 1 gelegt ist.

Infolge unterschiedlicher Dimensioiiierung der Elemente des ersten und des zweiten Schwingkreises werden Oberwellen erzeugt, und der Rückkopplungskrei.s mit dem Kondensator C 4 erzeugt eine Modulation der erzeugten Schwingung, ;;le an den Ausgangskreis gelangt. Dieser Ausgangskrcis umfaßt außer dem schon genannten liingungs-Potcniiomcter /feinen Kondensator Cl und ein Poter.o.jnielcr Pi. Parallel zu dem Potentiometer PX ist ein Übertrager UEX an die Ausgangslcitungen 6 und 7 gelegt.

Die Generatoren 2 und 3 entsprechen dem grundsätzlichen Aufbau des Generators 1, besitzen jedoch wie- derum anders dimensionierte Elemente. Derartige Phasenschiebcroszialitoren werden beispielsweise in dem Buch von U. Tietze und Ch. Schenk: Halbleiter-Schaltungstecimik. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg. New York 1971, Seiten 372 und 373 beschrieben.

ίο Die Ausgänge der drei Generatoren sind anhand der F i g. 2 und 2a erläutert So liefert z. B. der Generator 1 eine Anzahl von Schwingungen, die zwischen den Hüllkurven 8a und 8b liegen. Der Generator 2 liefert Schwingungen, die zwischen den Hüllkurven 9a und 9b liegen, während die Schwingungen des Generators 3 zwischen den Hüllkurven 10a und 106 liegen.

Die Frequenzen der Schwingungen der Generatoren können unterschiedlich sein und au?*= die von einem einzigen Generator erzeugten Schwingungen können in einem gewissen Frequenzbereich variieren. Durch die Addition der Schwingungen in den in den Ausgangsleitungen 6 und 7 zusammgefaßten Ausgängen der Generatoren ergibt sich nun eine zeitliche Änderung der Amplituden der Schwingungen des Generators 1 in dem in F i g. 2 mit 8 angedeuteten Bereich, während die Amplituden der Schwingungen des Generators 2 in dem mit 9 bezeichneten Bereich variieren.

Durch geeignete Einstellung der Potentiometer PX, P3 und PS ergeben sich zeitliche Änderungen der Am-

jo plituden der Schwingungen, die als Schwebungen gedeutet werden können. Wie aus Fig.3 ersichtlich, ändern sich die benachbarten Schwingungsbäuche 11 und 12 derart, daß z. B. zunächst der Schwingungsbauch U seine Amplitude verringert, so daß aus der Darstellung nach der ausgezogenen Linie die Kurvenform nach der unterbrochenen Linie und danach die nach der punktierten Linie wird. Gleichzeitig verlagert sich der .Schwingungsknoten 13. Nach Erreichen eines MinimuKS wächst dann die Amplitude des Schwingungs- bauchs 11 wieder an, während die Amplitude des Schwingungsbauches 12 abnimmt, bis die in strichpunktierter Linie dargestellte zweite Endlage erreicht ist. Diese Amplitudenvariation ist in F i g. 3 mit 14 bezeichnet.

Die Amplituden dieser »Hüllkurven« werden durch Schwebungen moduliert, wobei die Modulationsfrequenzen im Bereich von 0 bis 100 Hz variieren können. Die dargestellten Amplituden in den Hüllkurven entsprechen in ihrem Maximum einer Spannung von

so 12 Volt und können durch einen an den Ausgang 15 der gesarp'en Schaltungsanordnung gelegten Regelwiderstand auf einen Bereich von 2 bis 12VoIt eingestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Änderungsfrequenz und/oder die Amplitude der Schwingungen automatisch zu steuern. Ein hierfür geeignetes gekoppeltes Potentiometer ist rein scherriatisch in F i g. 4 dargestellt.

F i g. 4 zeigt ein Potentiometer mit zwei Widerstandsbahnen 20 und 21. Der Eingang der Widerstandsbahn 20 ist mit 22 bezeichnet und der Eingang der Widerstandsbahn 21 mit 23. Der Ausgang der Widerstandsbahn 20 ist mit 24 und der Ausgang der Widerstandsbahn 21 mit 25 bezeichnet.

Beim Drehen der Schleifer 26 und 27, die an einen

b5 gemeinsamen Anschluß 28 gelegt sind, in der einen Richtung nimmt der Widerstand auf der äußeren Bahn zu, während gleichzeitig der Widerstand der inneren Bahn abnimmt.

Um die Bewegung der Schleifer in der einen bzw. der anderen Richtung automatisch ablaufen zu lassen, kann beispielsweise ein Kurbelantrieb 29 vorgesehen sein, an dessen Kurbel eine Zahnstange 30 angelenkt ist. die auf ein Antriebsritzel 31 einwirkt.

Bei der aus der DE-OS 25 45 675 bekannten Vorrichtung zur Erzeugung von Wechselströmen für die Elektro-Therapie erzeugt beispielsweise einer der Generatoren eine Frequenz von 4000 Hz, der zweite Generator eine Frequenz zwischen 4050 und 4100 Hz, während der dritte Generator eine Frequenz erzeugt, die von 4000 Hz nur um einen ganz geringen Betrag abweicht. Die an den Körper gelegten sechs Elektroden erzeugen zwischen sich ein elektromagnetisches Feld, welches Interferenzen bilden soll.

Andere bekannte Generatoren zur Erzeugung von Strömen für die Elektrotherapie sind so ausgebildet, daß einzelne Impulse erzeugt werden, die im wesentlichen Dreieckform besitzen, die ferner eine kurze Impulsdauer und im Verhältnis dazu relativ große Impulsabstände besitzen. Dabei ist die impulsfrequenz genau einstellbar, vgl. Schriftenreihe des Zcntralverbandes für Naturheilverfahren, Medizinisch literarischer Verlag, Uelzen, 1963 Band 9.1. Teil Seiten 10 bis 35.

Die bekannten Generatoren arbeiten eingangsseitig mit der Netzfrequenz und enthalten Ausgangsübertrager. Infolge der verwendeten Netzfrequenz können durch die induktive Übertragung Spannungsspitzen bzw. Stromspitzen erzeugt werden, deren Werte für die elektro-therapeutische Behandlung gefährlich werden können.

Außerdem sind die von den bekannten Generatoren erzeugten Impulse reine Spitzenimpulse, deren Wirkung derjenigen einer Stromstoß-Therapie entspricht.

Im Gegensatz hier/u wird mit der oben beschriebenen Erfindung als Ausgang der Generatoranordnung ein Spannungsverlauf erzielt, bei dem die ursprüngliche Sinusform stets erhalten bleibt. Es treten Spannungsbzw. Stromspitzen auf.

In den Ausgangssignalen der einzelnen Generatoren befindet sich ein hoher Anteil von Oberwellen.

Dementsprechend entstehen auch keine fest einstellbaren Ausgangsfrequenzen wie bei den bekannten Geräten, sondern immer nur einstellbare Ausgangs-Frequenzbereiche, also z. B. von 5 bis 20 Hz, bei denen lediglich der Mittelwert einigermaßen konstant ist (vgl. F ig. 6a).

Durch Stellen der Eingangs-Potentiometer der Generatoren (P2, P 4, PG) können die Schwingungsfrequenzen jeweils bis zu 300 Hz verschoben werden. Durch die Überlagerung der Ausgänge von drei Generatoren ergeben sich so Schwebungen, deren Frequenzbereiche von 0 bis 100 Hz verstellbar sind und die die definierten Ausgangslmpulse der bekannten Generatoren ersetzen. Das entscheidende Merkmal des Strom- bzw. Spannungsverlaufes besteht darin, daß die Amplituden sich fortwährend ändern und daß die Schwingungsknoten 13 nahe der Null-Linie liegen. Durch diese Merkmale wird nach jedem von der behandelten Körperslcllc aufgenommenen Schwingungsknoten eine Entlastung der KörperzeHen erreicht Es wird auf diese Weise gleichsam die Massage von Hand nachgeahmt.

Dabei bleibt jedoch die Grundfrequenz des ausgehenden Stromes von 4000 Hz grundsätzlich erhalten, lediglich die durch die Hüllkurven definierten Ströme, die mit der Schwebungsfrcquenz variieren, bilden mit ihrer relativ geringen und dazu einstellbaren Amplitude den wirksamen Anteil des auf den Körper einwirkenden Stromes.

Eine besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in F i g. 5 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt.

InFi g. 5 entsprechen die drei Generatoren 1,2 und 3 denen nach Fig. 1. Die einstellbaren Potentiometer Pl. P4 und /'6 sind dabei noch einmal gesondert dargestellt. Die Potentiometer Pi, P3 und P5 sind mittels einer Anordnung nach Art der F i g. 4 miteinander ge-

ιυ koppelt.

Diesen drei Generatoren ist eine Gruppe von drei Generatoren 41,42 und 4.3 parallel an den Eingang angeschlossen. Diese letztgenannten Generatoren entsprechen in ihrem Aufbau vollständig denen nach

r> Fig. 1.

Die Ausgänge der ersten Gruppe von Generatoren 1, 2,3 sind an einen gemeinsamen Ausgang S3 gelegt. Dieser speist einen Niederfrequenzverstärker 44, dessen Ausgang an einen Übertrager 45 gelegt ist. Die Sekun-

därseite des Übertragers 45 enthält einen Lastwiderstand 46 und ein Potentiometer zum Einstellen der Ausgangsspannung. Außerdem enthält der Ausgang noch einen Lastwiderstand 48. Die beiden Ausgangsleitungen sind an an sich bekannte Elektroden 49 und 50 gelegt.

Die Generatoren 41,42 und 43 sind an einen Vorverstärker 51 gelegt, der zugleich der Entkopplung dient. Er verhindert, daß der Ausgang der sich gegenseitig beeinflussenden Generatoren 1,2 und 3 auch die Generatoren 41,42 und 43 beeinflussen kann.

Der Ausgang des Vorverstärkers 51 ist über einen regelbaren Widerstand 52 an die Ausgangsleitung 53 der ersten Gencratorengruppc gelegt.

Die Hüllkurve des Ausgangssignals an den Elektroden 49 und 50 ist rein schematisch in Fig.6 und 6a in einem Beispiel dargestellt. Diese Darstellung entspricht im wesentlichen derjenigen nach F i g. 3, zcigi aiso einen zeitlichen Ausschnitt aus dem Strom- bzw. Spannungsverlauf. In der Darstellung nach F i g. 6 und 6a entspricht der langwelligste Anteil der Hüllkurven einer Frequenz von etwa 100 Hz, während der kurzwelligste Anteil einer Frequenz von etwa 120 Hz entspricht. Die Schwebungsfrequenz selbst liegt dabei etwas unterhalb von 100Hz.
Aus der Darstellung nach Fig.6 und 6a ist gut die Überlagerung der Ausgänge der beiden Generatorengruppen mit je zwei »Schwebungsw-Hüllkurven zu ersehen, die im Kurvenverlauf zu weiteren Amplituden-Modulationen in dem kurzwelligen Bereich führt.

Es darf hier darauf hingewiesen werden. daP diese Hüllkurve wie auch die Hüllkurven nach Fig. 3 den mittelfrequenten Anteil von Schwingungen von 4000 Hz enthalten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Elektrotherapie

— bei der mehr als zwei Sinusgeneratoren (1 bis 3) Wechselströme von etwa 4000 Hz erzeugen

— die zur Gewinnung von Therapieströmen überlagert werden und dabei niederfrequente Schwebungen im Bereich von 0 bis 100 Hz erzeugen,

dadurch gekennzeichnet,

— daß jeder der Sinusgeneratoren (1 bis 3) jeweils einen Ausgangsschwingkreis (P_x, C_x, P₂ beziehungsweise Pi. C₅, Pa beziehungsweise P^, G, Pb) enthält.

— der je ein Potentiometer (P_x beziehungsweise Pi beziehungsweise Pi) aufweist,

— daß diesem Potentiometer (P_x beziehungsweise P) beziehungsweise P₅) jeweils ein Übertrager (UEl bzw. UEI bzw. UE3) primärseitig parallel gelegt ist,

— wobei die Sekundärsei'en (a. b) sämtlicher Übertrager (UE i. UEZ UE3) parallel an einen gemeinsamen Ausgang (6,7,53) gelegt sind,

— der über einen zwischengeschaltcten Niederfrequenzverstärker (44) den Therapiestrom liefert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.

— daß jeder der Sinusgeneratoren (1 bis 3) ein Eingangs-Potcr.tiometer (Pi bzw. P< bzw. P₆) zur Steuerung des Arbeitspunktes eines Transistors enthält,

— wobei dieses Eingangs-Potentiometer zugleich Bestandteil des Auigangskreises ist,

— der einen Kondensator (C_x bzw. G, bzw. C<>) und das an den Übertragern angeschlossene Potentiometer (Pt bzw. Pj bzw. Pi) enthält.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Ausgang des Niederfrequenz-Verstärkers (44) über einen Übertrager (45) an die beiden Elektroden (49,50) gelegt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet.

— daß der Ausgangs-Übertrager (45) des N F-Verstärkers (44) über ein Potentiometer (47) und einen Widerstand (48) an die Elektroden angeschlossen ist

— und daß parallel zu ihm ein Laslwidcrstand (46) gelegt ist (F ig. 5).

5. Schallungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

— daß das Potentiometer (47) mit einer Vorrichtung (29, 30, 31) zur automatischen Verstellung versehen ist (F i g. 4).

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für die Elektrotherapie nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Eleklrolhera- piie-Gerät (DE-PS 25 45 675) sind drei Sinusgeneratoren vorgesehen, die Wechselströme im Bereich von 1 bis MDO kHz erzeugen, wobei sich die Frequenzen der erzeugten drei Wechselströme um 0—200Hz unterscheiden. Die sechs Ausgänge dieser Sinusgeneraloren sind to direkt an je eine von sechs Elektroden angelegt, wobei die feste relative Anordnung der Elektroden so getroffen ist. daß sich jeweils die beiden zu dem gleichen Sinusgenerator gehörenden Elektroden in der Anordnung atwa diametral gegenüberliegen. Damit soll erreicht werden, daß sich die drei Wechselströme als Therapiesixöme innerhalb des Körpers in dem von den Elektroden umgrenzten Bereich überlagern, wobei sie infolge der unterschiedlichen Frequenzen der drei Wechselströme zur Interferenz kommen sollen. Eiektroiherapicgeräte dieser speziellen Art werden aus sogenannte »Interferenzstrom-Therapiegeräte« bezeichnet. Ähnliche Therapiegeräte sind in der DIi-OS 22 55 578 und in der Zeitschrift »Electromedica« ' Band 48,1/1980, Seiten 13 bis 17 beschrieben. Diese Geräte besitzen den Nachteil, daß wegen der gewünschten Tiefenwirkung der »Interferenzimpulse« mil Strömen von mehr als 10 mA pro Generatorausgang gearbeitet werden muß und daß die »Interferenzbildung« im Körper abhängig von der Homogenität m ader Inhomogenität der jeweiligen Körperzone ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrothcrapiegerät der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß an nur einem zu verwendeten Klcklrodcnpanr ein Therapiestrom anliegt, der eine Grundfrequcnz von etwa 4000 Hz, ein breites Oberwellcnband und im Bereich von 1 — 100 Hz an- und abschwellende niederfrequente Schwingungen führt, wobei möglichst keine taktmäßig auftretenden niederfrequenten Schwingungen auftreten sollen, so daß der natürliche Vorgang der Handmassage möglichst gut nachgeahmt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die .Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 gelöst.

Es ist nun beispielsweise aus der DE-PS 9 43 244 bekannt. Schwebungen mit festangestellter Frequenz, mittels eines Paares von Generatoren zu erzeugen. Auch feste Signalbilder lassen sich mit besonders ausgestalteten Generalorengruppcn erzeugen (DE-AS 28 09 633). In der Schaltungstechnik ist es .iber immer eine bcsonclcrc Sorge, eine ausreichende Stabilisierung zu erreichen.

Außerdem ist im Bereich der elektronischen Orgeln eine transformatorische Addition von stabilen Signalfrcqucnzcn bekannt. Hierbei arbeiten aber alle Gencratoren rückwirkungsfrei auf ein- und dieselbe Wicklung eines Ausgangsübertragers, so daß keine Schwcbungsfrequenzen auftreten können, die die Musikwiedergabc beeinträchtigen würden. Vgl. H. Tunken Elektronische Orgeln im Selbstbau, München 1977, Seiten 223 bis 225, M) Nach den Erfindungsmerkmalen sind jedoch die Schwingungen der drei Generatoren unterschiedlich und variieren in unterschiedlichen Bereichen, wobei dies auch für die Oberwellen jedes Generators gill. Durch die Addition dieser Schwingungen in den zusammengeb5 faßten Ausgängen der Übertrager ergeben sieh nun zeitliche Änderungen der Amplituden der resultierenden Schwingungen. Aus dem Zusammenwirken aller Maßnahmen ergibt sich so der gewünschte instabile