DE19545238A1 - Stimulationsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Stimulationsgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Die transkutane elektrische Nervenstimulation hat sich seit Jahren als Therapie bei der Behandlung akuter und/oder chronischer Schmerzen bestens bewährt. Insbeson­ dere bei Zuständen von Muskelverspannungen und Nervenwur­ zelentzündungen im Bereich der Wirbelsäule wird einer Strombehandlung in zunehmendem Maße der Vorzug gegenüber anderen Therapien gegeben, da beispielsweise die Abneigung der Patienten gegenüber einer medikamentösen Therapie im Steigen begriffen ist.

Der Anwendung von Gleichstrom kommt ebenso wie der Anwen­ dung anderer Stromformen, beispielsweise Reizstrom mit un­ terschiedlichen Frequenzen oder mit impulsförmigen Verlauf große Bedeutung zu. Hierzu sind für eine Dauerbehandlung in den medizinischen Einrichtungen stationäre Geräte im Einsatz, wodurch die Patienten gezwungen sind, eine Arzt­ praxis oder ein Krankenhaus aufzusuchen, um sich entspre­ chend der gewählten Therapie ambulant behandeln zu lassen.

Zur ambulanten Behandlung und/oder mittelfristigen Dauer­ anwendung sind darüberhinaus sogenannte transkutane elek­ trische Nervenstimulationsgeräte (TENS-Geräte) bekannt. Hierbei handelt es sich um tragbare, batterie-betriebene Geräte, welche an die zur therapeutischen Behandlung be­ nutzten Elektroden über Verbindungskabel angeschlossen werden müssen.

Die bekannten Lösungen zur Behandlung erkrankter, elek­ trisch tätiger Gewebestrukturen im menschlichen Organismus weisen den wesentlichen Nachteil auf, daß sich bei Anwen­ dung der Therapie für den Patienten ein erheblicher orga­ nisatorischer Aufwand ergibt und mit großen Unbequemlich­ keiten verbunden ist. Darüberhinaus ist bei nicht perio­ disch auftretenden Schmerzzuständen eine sofortige Behand­ lung des erkrankten Körperbereichs häufig nicht möglich, da die erforderliche Gerätetechnik nicht verfügbar ist.

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Stimulationsgerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches bequem zu handhaben ist und dem Patienten einen größeren Bewe­ gungsfreiraum sichert.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß für eine Strombehandlung eines erkrankten Gewebes, beispielsweise eine Reizstrombehandlung - unabhängig von der Größe und dem Aufstellungsort der für die Erzeugung der erforderli­ chen Stromform vorgesehenen Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit - stets ein Stromkreislauf über die Haut des Patienten oder über den zu therapierenden Körperbereich geschlossen werden muß. Die Therapie schafft für den Pa­ tienten die geringsten Unbequemlichkeiten, wenn das kom­ plette Stimulationsgerät direkt am Körper getragen werden und auf die Verwendung von langen Verbindungsleitungen verzichtet werden kann.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Stimulationsgerät zur transkutanen Nervenstimu­ lation zwei auf der Haut des Patienten positionierbare Elektroden und eine elektronischen Stromversorgungs­ und/oder Steuereinheit sowie ein das Bezugspotential für die Stromversorgungs-und/oder Steuereinheit führendes Gegenkontaktelement auf, welche zwecks Bildung einer möglichst kleinvolumigen baulichen Einheit mit den Elektroden auf diese jeweils aufknöpf- oder aufsteckbar ausgebildet sind.

Die elektronische Stromversorgungs- und/oder Steuerein­ heit weist erste elektronische Mittel zur Erzeugung eines Stimulationsstromes mit - der jeweiligen Therapie entspre­ chend - vorgebbarem zeitlichen Verlauf auf, so daß die Patienten - der jeweiligen Therapie entsprechend - mit einem Gleichstrom oder einem impulsförmigen Strom behan­ delt werden können.

Bedingt durch die geringe Baugröße der Stromversorgungs­ und/oder Steuereinheit kann das Stimulationsgerät in vor­ teilhafter Weise von außen unsichtbar am Körper des Patienten getragen werden.

Zur Verbindung der Stromversorgungs- und/oder Steuerein­ heit mit dem Gegenkontaktelement ist ein dehnungselasti­ sches Kabel vorgesehen. Um die bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Stimulationsgerätes erforderliche Deh­ nung der Kabelverbindung zwischen Stromversorgungs­ und/oder Steuereinheit und Gegenkontaktelement zu sichern, ist ein im wesentlichen in Form einer Wendel ausgebildetes Kabel vorgesehen.

Nach einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist so­ wohl für das Befestigen der Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit als auch für das Befestigen des Gegenkontak­ telements mit der jeweiligen am Körper des Patienten zu positionierenden Elektrode eine aus einem Druckkopf und einer elastisch ausgebildeten Druckknopfaufnahme beste­ hende Druckknopfverbindung vorgesehen. Herstellungstech­ nisch und im Hinblick auf eine einfache Befestigung ist es hierbei von Vorteil, wenn die Elektroden an der vom Körper des Patienten abgewandten Seite den Druckknopf tragen und die Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit bzw. das Gegenkontaktelement mit der elastischen Druckknopfaufnahme versehen sind.

Die ersten elektronischen Mittel sind als Regler ausgebil­ det, durch welchen der Stimulationsstrom bei der Entladung des Energiespeichers der Stromversorgungs- und/oder Steue­ reinheit unabhängig von dem jeweils vorherrschenden Haut­ widerstand des Patienten geregelt wird.

Das erfindungsgemäße Stimulationsgerät ist durch Auflegen der an die Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit und das Gegenkontaktelement angeschlossenen Elektroden auf die Haut in Betrieb setzbar, da der Stromkreis durch den zu therapierenden Körperbereich des Patienten über den Hautkontakt geschlossen wird und ein separates Schaltmit­ tel dadurch in günstiger Weise nicht erforderlich ist.

Entsprechend einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfin­ dung weist die Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit zweite elektronische Mittel auf, welche eingangsseitig einerseits einen Überladeschutz und anderseits einen Ver­ polungsschutz bilden.

Die zweiten elektronischen Mittel sind beispielsweise als Regler in Kombination mit einer Diodenmatrix bzw. einer dem Energiespeicher parallel geschaltete Zenerdiode ausge­ bildet. Um eine generelle Kurzschlußfestigkeit des Stimu­ lationsgerätes zu sichern, ist ein Vorwiderstand geeigne­ ter Größe vorgesehen.

Die in der Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit vorge­ sehenen elektronischen Baugruppen sind auf einer in ein Gehäuse eingesetzte Grundplatte angeordnet, welche eine als kreisförmige Ausnehmung ausgebildete Druckknopfauf­ nahme aufweist. Die Wandung der Ausnehmung ist als federnde Kontaktfläche ausgebildet und umgreift den an der Elektrode vorgesehenen Druckknopf konzentrisch.

Das Gegenkontaktelement weist einen im wesentlichen halb­ kugelförmigen Isolierkörper mit einer zentral angeord­ neten, als halbkugelförmige Ausnehmung ausgebildeten Druckknopfaufnahme auf. In der Druckknopfaufnahme sind bandförmige, aus einem federnden Material bestehende Kontaktmittel kreissymmetrisch angeordnet. Sind an einem gemeinsamen Punkt befestigt und umgreifen den Druckknopf der Elektrode mit ihren freien Enden, wenn das Gegenkon­ taktelement auf die entsprechende Elektrode aufgeknöpft worden ist.

Zur Stromversorgung des Stimulationsgeräts ist ein Ener­ giespeicher vorgesehen, welcher entsprechend der bevorzug­ ten Ausführungsform der Erfindung in der Stromversorgungs­ und/oder Steuereinheit des Stimulationsgerätes angeordnet ist. Der Energiespeicher ist als elektrische Kapazität ausgebildet und weist zwei parallel geschaltete, auflad­ bare Kondensatoren mit einem großen spezifischen Speicher­ vermögen auf.

Nach einer anderen günstigen Weiterbildung der Erfindung ist der Energiespeicher als galvanische Zelle, beispiels­ weise in Form eines Akkumulators oder einer Batterie, mit geringer Baugröße ausgebildet.

Das Aufladen des Energiespeichers der elektronischen Energieversorgungs- und/oder Steuereinheit kann mittels einer Gleich- oder einer Wechselspannungsquelle erfolgen, wobei die gleichen Anschlüsse verwendbar sind, über welche auch der Stimulationsstrom zu den auf der Haut des Patien­ ten plazierten Elektroden geleitet wird. Der Anschluß des Ladegerätes erfolgt mit der vorstehend beschriebenen Aufknöpf- oder Aufstecktechnik, so daß in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Verbindungselemente erforderlich sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu­ sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Ansicht von oben,

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf eine geöffnete Steuer­ einheit entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 3 die Darstellung eines Schnittes längs der Linie A . . . A gemäß Fig. 1,

Fig. 4 die Darstellung der Einzelheit E entsprechend Fig. 3,

Fig. 5 die Darstellung der Ansicht eines Querschnitts längs der Linie B . . . B gemäß Fig. 1, sowie

Fig. 6 eine Darstellung des Blockschaltbildes der Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Stimulationsgerät 1 in Ansicht von oben in schematisierter Form dargestellt. Das Stimulationsgerät
Das Stimulationsgerät 1 zur transkutanen Nervenstimu­ lation weist zwei auf der Haut positionierbare Elektroden 3, 3′ und eine elektronische Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit 2 mit einem das Bezugspotential für die Steuerung führenden Gegenkontaktelement 2′ auf. Die elektronische Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit 2 und das Gegenkontaktelement 2′ sind zwecks Bildung einer geringvolumigen baulichen Einheit mit den Elektroden auf diese aufknöpf- oder aufsteckbar ausgebildet.

Die elektronische Stromversorgungs- und/oder Steuerein­ heit 2 dient der Erzeugung eines Stimulationsstromes mit vorgebbarem zeitlichen Verlauf.

Zur Verbindung der Stromversorgungs- und/oder Steuerein­ heit 2 mit dem Gegenkontaktelement 2′ ist ein dehnungs­ elastisches Kabel 4 vorgesehen. Um die bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Stimulationsgerätes erforderliche Dehnung der Kabelverbindung zwischen Stromversorgungs­ und/oder Steuereinheit 2 und dem Gegenkontaktelement 2′ zu sichern, besteht das Kabel aus einer gewendelten Leitung.

Bedingt durch die geringe Baugröße der Stromversorgungs­ und/oder Steuereinheit 2 kann das Stimulationsgerät in vorteilhafter Weise von außen unsichtbar am Körper des Patienten getragen werden.

Die Darstellungen gemäß Fig. 2, 3 und 4 zeigen Details der Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit 2.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Stromversorgungs­ und/oder Steuereinheit 2 bei abgenommenem Gehäuse 9, in Fig. 3 ein Schnitt durch die Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit 2 längs der Linie A . . . A gemäß Fig. 1 und in Fig. 4 die Einzelheit E entsprechend Fig. 3 dargestellt.

Die Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit 2 weist eine tellerförmige Grundplatte 8 auf, in welcher eine kreisför­ mige Ausnehmung 6 vorgesehen ist. Diese Ausnehmung bildet die Druckknopfaufnahme für einen an der dem Körper des Pa­ tienten abgewandten Seite der Elektrode 3 angeordneten, im wesentlichen pilzförmig ausgebildeten Druckknopf 6′. Die Wandung der Ausnehmung 6 ist als federelastische Kontakt­ fläche 12 ausgebildet und umgreift den an der Elektrode 3 vorgesehenen Druckknopf 6′ konzentrisch. Die dabei gebil­ dete kreisringförmige Kontaktstelle ist mit 11 bezeichnet.

Die in der Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit 2 vorgesehenen Bauelemente 7 sind auf einer gesonderten Leiterplatte 10 befestigt, welche sich auf der Oberseite der Grundplatte 8 befindet und diese halbseitig bedeckt. Die zweite Hälfte der Grundplatte 8 bietet den Freiraum für die Aufnahme eines zur Stromversorgung des Stimula­ tionsgeräts erforderlichen Energiespeichers 5. Der in der Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit angeordnete Energiespeicher 5 ist als elektrische Kapazität aus­ gebildet und besteht aus zwei parallelgeschalteten, elektrisch mit der Leiterplatte 10 verbundenen Konden­ satoren C1 und C2 mit einem großen spezifischen Speicher­ vermögen.

Fig. 5 zeigt die Ansicht eines Längsschnittes durch ein Gegenkontaktelement 2′ des erfindungsgemäßen Stimulations­ gerätes.

Das Gegenkontaktelement 2′ weist einen im wesentlichen halbkugelförmigen, hohlen Isolierkörper 14 auf. Der durch eine Ausnehmung 15 gebildeten Innenraum ist als Druckknop­ faufnahme vorgesehen. Hier sind zentral mehrere, gleichar­ tig ausgebildete Kontaktmittel 13 beim kreissymmetrischer Anordnung mit ihren Enden in einem Punkt zusammengeführt. Als Kontaktmittel sind federnde Bänder günstig, an deren freien Enden Kontaktnasen 16 angeformt sind. Beim Aufset­ zen des Gegenkontaktelements 2′ auf die entsprechende Elektrode (vergleiche Position 3′ gemäß Fig. 11 werden die freien Enden der Kontaktmittel 13 radial abgespreizt, bis die Kontaktnasen 16 den Druckknopf hintergreifen und die notwendige Kontaktierung herstellen. Für die sichere Kontaktierung ist eine kreissymmetrische Anordnung der federnden Kontaktmittel 13 günstig. Das Verbindungskabel 4 ist durch den Isolierkörper 14 zu den Kontaktmitteln 13 geführt.

In dem in Fig. 6 dargestellten elektrischen Schaltbild einer Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit 2 des erfindungsgemäßen Stimulationsgerätes ist der Elektrode­ nanschlußpunkt der Stromversorgungs- und/oder Steuer­ einheit 2 mit 12 und das Gegenkontaktelement mit 2′ bezeichnet. Die Verbindung zwischen Stromversorgungs­ und/oder Steuereinheit 2 und Gegenkontaktelement 2′ wird durch das Kabel 4 hergestellt.

Wenn der Stromkreis mit den Leitungen 20, 25 und dem aus den parallelgeschalteten Kondensatoren C1 und C2 gebilde­ ten Energiespeicher 5 sowie dem Verbindungskabel 4 über den zwischen den Anschlußpunkten 2′ und 12 befindlichen, zu therapierenden Körperbereich eines Patienten geschlos­ sen wird, fließt der Stimulationsstrom - bedingt durch die Polarität der Dioden 23 und 24 über den Regelkreis 21 und den Widerstand R1. Der Widerstand R1 begrenzt einerseits den Stimulationsstrom, andererseits stellt er gleichzeitig eine Kurzschlußsicherung dar, falls die Elektroden bei Be­ nutzung des Stimulationsgerätes versehentlich direkt in Kontakt gebracht werden. Der Regelkreis 21 sichert einen von dem jeweiligen Hautwiderstand unabhängigen Stimula­ tionsstrom.

Ist der Energiespeicher 5 nach längerer Benutzung des Stimulationsgerätes entladen, kann eine Wiederaufladung durch eine externe Energiequelle über die Anschlußpunkte 2′ und 12 vorgenommen werden. Der Ladestrom wird durch den Regler 22 auf einen konstanten Wert geregelt. Die Zener- Diode D5 begrenzt die Spannung des Energiespeichers 5. Die Schaltung der Dioden D1 bis D4 sichert das Aufladen des Energiespeichers unabhängig von der gewählten Polarität der Anschlüsse 2′ und 12.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausfüh­ rungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch ma­ cht.

Claims (17)

1. Stimulationsgerät (1) zur transkutanen Nervenstimu­ lation mit zwei einen leitenden Bereich aufweisenden, die Hautoberfläche kontaktierenden Elektroden (3, 3′) und einer elektronischen Stromversorgungs- und/oder Steuer­ einheit (2) zur Abgabe eines Stimulationsstroms, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit (2) und/oder ein das Bezugspotential für die Stromversorgungs­ und/oder Steuereinheit führend es Gegenkontaktelement (2′) unmittelbar auf der jeweiligen Elektrode (3, 3′) unter galvanischer Kontaktierung des leitenden Bereichs lösbar befestigt sind.

2. Stimulationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Befestigen der Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit (2) bzw. des Ge­ genkontaktelements (2′) an den Elektroden (3, 3′) eine Steck- und/oder Druckknopfverbindung (6, 6′) vorgesehen ist.

3. Stimulationsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckknopf (6′) an den Elektroden (3, 3′) angeordnet ist und die Stromver­ sorgungs- und/oder Steuereinheit (2) bzw. das Gegenkontak­ telement (2′) eine elastisch ausgebildete Druckknopfauf­ nahme (6, 13) aufweisen.

4. Stimulationsgerät nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch die Mittel zur Erzeugung eines zeitlich veränderlichen; insbesondere impulsförmigen, Sti­ mulationsstroms.

5. Stimulationsgerät nach Anspruch 4, gekenn­ zeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines Gleich- oder Wechselstroms.

6. Stimulationsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit (2) und das Gegenkontaktelement (2′) durch ein Kabel (4) verbind­ bar sind.

7. Stimulationsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungskabel (4) dehnungselastisch ausgebildet ist.

8. Stimulationsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungskabel (4) in Form einer spiralisierten Leitung ausgestaltet ist.

9. Stimulationsgerät nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit (2) eine in ein Gehäuse (9) eingesetzte Grundplatte (8) mit einer im wesentlichen als kreisförmige Ausnehmung ausgebildeten Druckknopfaufnahme (6) aufweist, deren federelastische Wandung (12) eine Kontaktfläche bildet und den an der Elektrode (3, 3′) vorgesehenen Druckknopf (6′) kon­ zentrisch umgreift.

10. Stimulationsgerät nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstecker (2′) einen im wesentlichen halbkugelför­ migen Isolierkörper (14) mit einer zentral angeordneten Druckknopfaufnahme (15) gleicher Form aufweist, in welcher federnd ausgebildete Kontaktmittel (13) kreissym­ metrisch angeordnet sind.

11. Stimulationsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Betrieb der Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit (2) ein Energiespeicher (5), insbesondere eine galvanische Batterie, vorgesehen ist.

12. Stimulationsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (5) nachladbar ausgebildet ist.

13. Stimulationsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher (5) zwei parallel geschaltete Kondensatoren vorgesehen sind.

14. Stimulationsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs- und/oder Steuereinheit (2) erste elektronische Mittel (21) aufweist, welche den Stimula­ tionsstrom unabhängig vom Hautwiderstand, im wesentlichen konstant halten bzw. in vorgegebener Weise zeitlich ändern.

15. Stimulationsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zweite elektronische Mittel (17, 23) vorgesehen sind, welche einen Verpolungsschutz bilden.

16. Stimulationsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinheit (2) dritte elektronische Mittel (21) und einen Begrenzungswiderstand zur schalterfreien Betriebsaufnahme des Stimulationsgerätes (1) bei Auflegen der Elektroden (3, 3′) auf die Haut vorgesehen sind.

17. Stimulationsgerät nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ladegerät zum Aufladen des Energiespeichers (5) des Stimulationsgerätes (1) vorgesehen ist, dessen Anschluß punkte durch eine Steck- oder Druckknopfverbindung mit der stromversorgungs-und/oder Steuereinheit (2) und dem Gegenkontaktelement (2′) verbindbar sind.