DE2721757A1

DE2721757A1 - Medizinisches niederfrequenz-behandlungsgeraet

Info

Publication number: DE2721757A1
Application number: DE19772721757
Authority: DE
Inventors: Sokichi Hihara; Mikio Horiuchi; Takeshi Ohe
Original assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Current assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Priority date: 1976-05-19
Filing date: 1977-05-13
Publication date: 1977-11-24
Also published as: JPS5745190B2; JPS52141093A; FR2351671B1; FR2351671A1; DE2721757C2; US4102348A

Description

DIPL.-ING KLAUS BEHN DIPL-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

PATENTANWÄLTE 77 91 7^7

WlDENMAYERSTRASSE 6 D 8OO0 MÜNCHEN 22 £+ F Sm W ¥ ^J T

TEL. (089) 22 25 30 29 51 92

13.5.1977

Unser Zeichen: A 112 77 Be/De

Firma KABUSHIKI KAISHA NIPPON COINCO, 5-8- Kita-Aoyama 2-Chome, Minato-Ku, Tokyo-To, Japan

Medizinisches Niederfrequenz-Behandlungsgerät

Khau« Marck. Flnck * Co, München. (BLZ 7003040O) Konto-Nr 29RaIBS? (s^k/a/ ^ A^ttQuQr, München. Nr 261 3OO Postscheck München 20SO4 8OO

Teleerammedresse: Patentsenior

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Die Erfindung betrifft ein medizinisches Niederfrequenz-Behandlungsgerät, in welchem ein niederfrequenter Strom durch den menschlichen Körper geleitet wird, um eine medizinische Behandlung durchzuführen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung für die sichere und einfache Betätigung des Gerätes.

Es ist ein medizinisches Niederfrequenz-Behandlungsgerät bekannt, das medizinische Behandlungen durchführt, indem ein elektrischer Ausgang verhältnismäßig niedriger Spannung und niedriger Frequenz an die notwendigen Teile des menschlichen Körpers angelegt wird. Die Behandlung beruht auf der Erscheinung, daß bei Anlegen eines elektrischen Stromes an den menschlichen Körper, insbesondere an einen Muskel, dieser Muskel in Schwingungen versetzt wird.

Bei einem medizinischen Behandlungsgerät dieser Art sind viele Sicherheitsvorrichtungen erforderlich, damit Nachteile beim Anlegen des elektrischen Stromes vermieden werden. Die Sicherheitsvorrichtungen bestehen z.B. darin, einen übermäßig großen Stromfluß zu vermeiden sowie Schocks zu vermeiden, die bei Anwendung einer großen elektrischen Leistung auf den menschlichen Körper hervorgerufen werden können. Als Sicherheitsvorrichtungen sind eine Vielzahl von Schaltungen vorgeschlagen worden. Diese bekannten Schaltungen sind aber noch bezüglich ihrer Ansprechcharakteristiken und ihrer Kosten nachteilig.

Andererseits wird das medizinische Behandlungsgerät der genannten

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Art häufig verwendet, und es ist sein medizinischer Behandlungseffekt bemerkenswert. Deshalb sollte es in Betracht gezogen werden, ob es in einfacherer Weise verwendet werden kann. Jedoch sind bei dem bekannten medizinischen Behandlungsgerät der oben genannten Art Maßnahmen, welche die genannten Forderungen erfüllen, nicht immer ausreichend und zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein medizinisches Niederfrequenz-Behandlungsgerät zu schaffen, in welchem alle oben beschriebenen Nachteile vermieden sind, die bei den bekannten niederfrequenten medizinischen Behandlungsgeräten vorhanden sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Behandlungsgerät ist insbesondere eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen, welche die Anwendung eines Überstromes auf den menschlichen Körper und das Auftreten von Schocks vermeidet. Ferner ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche die bequeme Anwendung des Gerätes ermöglicht.

Die oben genannten Ziele und andere Ziele der Erfindung werden erreicht durch die Verwendung eines medizinischen Niederfrequenz-Behandlungsgerätes, das folgende Merkmale aufweist:

(1) eine einen überstrom verhindernde Schaltung, welche eine Meßschaltung zur Feststellung eines Überstromes und eine Halbleiterschaltung enthält, welche einen Ausgangswellen-Übertragungsweg öffnet und schließt, und zwar in Abhängigkeit von dem Ausgang der Meßschaltung;

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(2) eine Schaltung zur Verhinderung eines Schocks mit einem Schaltelement, dessen Arbeitszustand in Abhängigkeit davon geändert wird, ob ein Ausgangssteuergerät in seine Minimum-Einstelllage gebracht ist, und mit einer Steuerschaltung für das öffnen und Schließen des Ausgangswellen-Ubertragungsweges in Abhängigkeit von der Betätigung des Schaltelements;

(3) eine Vorrichtung zur Vereinfachung des Gebrauches des Gerätes mit einer Schaltung für die Steuerung der übertragung der Ausgangswelle bei Berührung eines Berührungselementes mit dem menschlichen Körper und mit einer Schaltung zur Aufrechterhaltung der Wellenform der Ausgangswelle in unverändertem Zustand.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1: ein Blockschaltbild, welches die gesamte Anordnung eines medizinischen Niederfrequenz-Behandlungsgerätes gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 2a Schaltbilder, welche Beispiele einer Schaltung zur Ver- und 2b:

hinderung eines Uberstromes gemäß Fig. 1 zeigen;

Fig. 3a Schaltbilder, welche Beispiele einer Schaltung zur Ver- und 3b:

hinderung eines Schocks gemäß Fig. 1 zeigen;

Fig. 4 Schaltbilder, welche Beispiele einer Null-Startschaltung und 5:

gemäß Fig. 1 zeigen;

Fig. 6a Wellenform-Diagramme für die Erläuterung der Schaltung und 6b:

nach Fig. 5; und

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Fig. 7: ein Schaltbild eines Beispiels einer Mischschaltung nach Fig. 1.

Ein Beispiel eines medizinischen Niederfrequenz-Behandlungsgerätes ist in Fig. 1 gezeigt. Seine einzelnen Schaltungselemente sind in den Fig. 2 bis 7 im einzelnen dargestellt.

Das in Fig. 1 gezeigte Gerät enthält einen Oszillator OSC₁ zur Erzeugung einer modulierenden Welle mit einer Frequenz in der Größenordnung von 1Hz, deren ansteigender Teil schwach geneigt ist, und einen Oszillator OSC_ zur Erzeugung einer Grundwelle, nämlich einer Impulswelle, deren Frequenz mehrmals höher ist als die Frequenz der modulierenden Welle. Die Ausgänge dieser Oszillatoren OSC₁ und OSC„ werden einem Mischkreis MIX zugeführt. Der Oszillator OSC_? befindet sich in Synchronisation mit dem Oszillator OSC₁, und zwar mit Hilfe eines Transistors TrO. Infolgedessen werden die modulierende Welle und die Grundwelle synchron erzeugt und dem Mischkreis MIX zugeführt. Der Mischkreis MIX ist eine UND-Schaltung, die in analoger Weise arbeitet und dazu dient, die beiden Wellen miteinander zu mischen. Die so gemischten Wellen oder eine Mischwelle werden über einen Verstärker AMP einer Null-Startschaltung ZS zugeführt.

Unter der Bedingung, daß während der Ausgangs-Pausenzeit des die modulierende Welle erzeugenden Oszillators OSC₁ ein Berührungselement, durch das die Mischwelle unmittelbar dem menschlichen Körper zugeführt wird, sich in Berührung mit dem menschlichen

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Körper befindet und ein Berührungsschalter TS geschlossen wird, arbeitet die Null-Startschaltung ZS derart, daß der Ausgang des Verstärkers AMP einer Ausgangssteuervorrichtung VR zugeführt wird, wodurch die Anwendung vereinfacht wird.

Die Ausgangssteuervorrichtung VR hat die gleichen Funktionen wie ein veränderbarer Widerstand mit einem Schalter. Wenn die Ausgangssteuervorrichtung sich in ihrer Miinimum-Einstellage befindet, ist der Schalter S geöffnet (oder geschlossen), und es wird der Ausgang bei geöffnetem (oder geschlossenem) Zustand einer Schock-Verhinderungsschaltung SC zugeführt. Wenn in dem Falle, in welchem das Gerät erregt worden ist, die Ausgangssteuervorrichtung VR in eine Minimum-Einstellage eingestellt ist, arbeitet die Schock-Verhinderungsschaltung so, daß die Oszillatoren OSC₁ und OSC-die Synchronisation mit Hilfe des Transistors TrO ausführen, während in dem Fall, daß die Ausgangs-Steuervorrichtung VR nicht in die Minimum-Einstellage eingestellt worden ist, die Schock-Verhinderungsschaltung SC die Synchronisation unterbricht.

Der Ausgang der Ausgangssteuervorrichtung VR wird einer Schaltung OCP zur Verhinderung eines Überstromes zugeführt, die verhindert, daß der Ausgangsstrom übermäßig groß wird. Der Ausgang der Schaltung OCP zur Verhinderung des Überstromes wird über ihre Ausgangsklemme P einer Last L oder dem menschlichen Körper zugeführt.

Zwei weitere Funktionen (in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien gezeigt) können dem medizinischen Behandlungsgerät hinzugefügt werden,

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Eine dieser beiden Funktionen besteht darin, daß dann, wenn das Berührung-selernent in Kontakt mit dem menschlichen Körper gebracht ist, ein Berührungsschalter TS geschlossen wird, um die Tätigkeit der Oszillatoren OSC₁ und OSC- beginnen zu lassen. Die andere Funktion besteht darin, daß nach Erregung des Gerätes die Ausgangssteuervorrichtung VR in die Minimum-Einstellage eingestellt wird und daß die Verstärkung des Verstärkers AMP durch eine Steuerschaltung CC gesteuert wird, die mit der Ausgangssteuervorrichtung VR zusammenarbeitet. Der erstere kann eine Operation ausführen, die derjenigen der Null-Startschaltung ZS ähnlich ist, während der letztere eine Operation ausführen kann, die derjenigen der Schock-Verhinderungsschaltung SC ähnlich ist.

Die Schaltungskomponenten des Gerätes sollen nun in Verbindung mit den Fig. 2 bis 7 beschrieben werden.

In den Fig. 2a und 2b sind Beispiele der Uberstrom-Verhinderungsschaltung OCP dargestellt.

In Fig. 2a bezeichnet LF eine Niederfrequenz-Speisequelle des Gerätes. Diese Niederfrequenz-Speisequelle LF erzeugt eine Ausgangswelle, die durch Mischen einer modulierenden Welle mit einer Frequenz in der Größenordnung von 1Hz, die schwach ansteigt, und einer impulsförmigen Grundwelle entsteht, deren Frequenz mehrere Male höher ist als diejenige der modulierenden Welle. Diese Ausgangswelle wird der Last L über das Berührungselement zugeführt, das Elektroden P₁ und P₂ enthält, die mit dem menschlichen Körper

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verbunden werden. Zwischen dem Niederfrequenz-Speisekreis LF und den Elektroden P₁ und P_ ist eine Strombegrenzungsschaltung vorgesehen, die einen NPN-Transistor Q und Widerstände R1, R2 und
R3 enthält, welche die Spannungs- und Strombedingungen der Schaltung bestimmen.

Es wird angenommen, daß die Elektroden P₁ und P₂ sich fast in
kurz geschlossenem Zustand befinden. Da in diesem Falle die
Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Q einen großen Strom
ermöglicht, ist der Spannungsabfall über dem Emitterwiderstand
R1 beträchtlich vergrößert, und es ist deshalb das Potential des Emitters positiv und vergleichsweise hoch. In dieser Verbindung
wird eine durch die Widerstände R2 und R3 geteilte Spannung der
Basis des Transistors Q zugeführt. Im Falle eines Überstromes
wird, unter der Bedingung, daß die Spannung nicht geändert wird, wie es im Falle eines Kurzschlusses der Elektroden P₁ und P«
der Fall ist, das Emitterpotential angehoben, und zwar höher als das Basispotential. Infolgedessen wird der Transistor Q in Rückwärtsrichtung vorgespannt, und es wird die Leitung zwischen Kollektor und Emitter des Transistors Q unterbrochen. Infolgedessen wird der überstrom unterbrochen.

Fig. 2b zeigt ein anderes Beispiel der Uberstrom-Verhinderungsschaltung OCP, in welcher ein PNP-Transistor Q verwendet ist. In diesem Falle sind die Leitungsrichtungen zwischen Basis und
Emitter und zwischen Kollektor und Emitter des Transistors Q
natürlich zu denjenigen der Schaltung nach Fig. 2a natürlich entgegengesetzt. Die Spannungsbedingungen sind so festgelegt, daß

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sie mit den Erfordernissen für den PNP-Transistor übereinstimmen. Die anderen Bedingungen für die Schaltung in Fig. 2b sind die gleichen wie diejenigen in Fig. 2a.

Fig. 3a zeigt ein Beispiel der Schaltung SC zur Verhinderung eines Schocks. In Fig. 3a bezeichnet das Bezugszeichen OSC eine Oszillatorschaltung, die einen Oszillator OSC₁ für die modulierende Welle, einen Oszillator OSC₂ für eine Grundwelle und eine Synchronisationsschaltung für die Synchronisation dieser Oszillatoren OSC₁ und OSC- enthält. Die Oszillatorschaltungen OSC arbeiten so, daß die modulierende Welle und die Grundwelle synchron erzeugt werden. Diese beiden synchron erzeugten Wellen werden dem Mischkreis MIX zugeführt, in welchem diese gemischt werden.

Der Mischkreis MIX ist eine UND-Schaltung, welcher beispielsweise eine analoge Operation ausführt. VJenn sowohl die modulierende Welle als auch die Grundwelle positiv sind, erzeugt der Mischkreis MIX einen positiven Ausgang, dessen Pegel sich in Übereinstimmung mit der Pegelbeziehung zwischen diesen beiden Wellen befindet. Wenn andererseits eine der beiden Wellen sich auf dem Pegel Null befindet, erzeugt der Mischkreis MIX einen Ausgang mit dem Pegel Null. Der Mischkreis MIX erzeugt eine Ausgangswelle in intermittierendem Zustand, in welcher die Grundwelle ihren Pegel mit der modulierenden Welle als Hülle ändert. Diese Ausgangswelle wird einer Ausgangs-Steuerschaltung OPT zugeführt, wo die Ausgangswelle durch die Ausgangssteuervorrichtung VR kontrolliert wird. Infolgedessen wird über den Ausgangsklemmen T₁ und T_? ein Ausgang er-

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zeugt, der durch die Steuerung der Ausgangssteuervorrichtung bestimmt ist.

In Fig. 3a bezeichnet das Bezugszeichen SC eine Steuerschaltung, die den Ausgang der Oszillatorschaltung OSC zuläßt oder unterdrückt, und zwar abhängig davon, ob die Ausgangssteuervorrichtung VR in der Ausgangssteuerschaltung OPT in die Minimum-Einstellstellung eingestellt ist oder nicht. In dieser Steuerschaltung wird ein Torsignal einem Thyristor getrennt zugeführt oder nicht zugeführt, und zwar entsprechend der Öffnung oder dem Schließen eines Schalters S, der dem Schalter ähnlich ist, der für ein variables Register vorgesehen ist, wodurch der Thyristor entsprechend leitend oder nicht leitend wird, und es wird ein Transistor TrO leitend bzw.

nicht leitend, wodurch die Erzeugung des Ausganges am Oszillatorkreis gestoppt oder ermöglicht wird.

Es wird nun die Arbeitsweise der oben beschriebenen Schaltung beschrieben. Angenommen, daß ein Leistungsschalter SW eingeschaltet wird, so wird die Ausgangssteuervorrichtung VR in ihre Minimum-Einstellage eingestellt, und es ist der Schalter S offen. In diesem Falle wird dem Eingang des Thyristors SCR ein Zündsignal zugeführt, welches den Thyristor SCR einschaltet. Infolgedessen wird das Basispotential des Transistors Tro auf Null Volt gebracht, und

es wird der Transistor Tro nicht leitend gemacht. Infolgedessen

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wird in dem Oszillator OSC, wenn die Grundwelle positiv ist, der Transistor Tro nichtleitend gemacht. Wenn die Grundwelle sich auf dem Pegel Null befindet, wird der Transistor Tro leitend gemacht.

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Wenn dann der Transistor Tro leitend ist, wird ein Kondensator C in dem zeitkonstanten Kreis des Oszillators OSC_? der Grundwelle kurzgeschlossen. Wenn der Transistor Tro nichtleitend ist, wird der Kondensator C freigegeben. Infolgedessen beginnt der Oszillator OSC- für die Grundwelle seine Schwingung, wenn die modulierende Welle positiv ist, und er unterbricht die Schwingung, wenn die modulierende Welle sich auf dem Null-Pegel befindet. D.h., es dient der Transistor Tro dazu, die Oszillatoren OSC₁ und OSC-zu synchronisieren. Die synchron erzeugte modulierende Welle und die Grundwelle werden dem Mischkreis MIX zugeführt, und es wird eine Ausgangswelle erzeugt, die mit der UND-Bedingung übereinstimmt, der Ausgangs-Steuerschaltung OPT zugeführt. Bei dieser Arbeitsweise ist die Ausgangs-Steuervorrichtung VR im Ausgangs-Steuerkreis OPT in die Minimum-Einstellage eingestellt worden, und es wird deshalb den Ausgangsklemmen P₁ und P„ kein Ausgang zugeführt. Dann wird

die Ausgangs-Steuervorrichtung VR so eingestellt, daß der Ausgang erhöht wird. Infolgedessen wird der Schalter S geschlossen, und es wird das Zündsignal dem Eingang des Thyristors SCR nicht mehr zugeführt. Da aber der Thyristor SCR eine Selbsthaltewirkung hat, bleibt er leitend, und es wird infolgedessen der Transistor Tro in nichtleitendem Zustand gehalten. Infolgedessen führt die Oszillatorschaltung OSC weiterhin die Ausgangswellen dem Mischkreis zu, während die Ausgangs-Steuerschaltung OPT einen Ausgang entsprechend dem eingestellten Wert der Ausgangs-Steuervorrichtung VR den Ausgangsklemmen P₁ und P„ zuführt.

Wenn andererseits für den Fall, daß der Leistungsschalter SW ein-

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geschaltet ist, die Ausgangs-Steuervorrichtung VR in eine andere Stellung eingestellt ist als die Minimum-Einstellstellung, so wird, da der Schalter S geschlossen worden ist, kein Zündsignal dem Eingang des Thyristors SCR zugeführt, weshalb der Thyristor SCR nicht eingeschaltet wird. Infolgedessen wird, solange der Leistungsschalter SW geschlossen ist, dem Eingang des Transistors Tro eine Spannung mit hohem Pegel zugeführt, so daß dieser lei-

tend wird. Infolgedessen wird der Pegel der Basis des Transistors Tro in der Oszillatorschaltung OSC auf den Null-Pegel geändert, wodurch der Transistor Tro leitend wird. Infolgedessen wird, ähnlich wie in dem Falle des Transistors Tro , der Transistor Tro

leitend gehalten solange der Leistungsschalter SW geschlossen ist.

Infolgedessen wird der Kondensator C in dem zeitkonstanten Kreis der Oszillatorschaltung OSC- kurzgeschlossen gehalten, so daß durch die Oszillatorschaltung OSC- keine Grundwelle erzeugt wird. Infolgedessen wird nur die modulierende Welle dem Mischkreis MIX zugeführt, und es werden deshalb die notwendigen UND-Bedingungen nicht hergestellt. Somit erzeugt der Mischkreis MIX keine Ausgangswelle. Um die Ausgangswelle zu erzeugen ist es erforderlich, die Ausgangs-Steuervorrichtung VR der Ausgangs-Steuerschaltung OPT auf die Minimum-Einstellage einzustellen und den Schalter S zu öffnen.

Fig. 3b zeigt ein anderes Beispiel der Steuerschaltung SC. In diesem Beispiel ist der Schalter S so angeordnet, daß dann, wenn die Ausgangs-Steuervorrichtung VR auf die Minimum-Einstellage eingestellt ist, der Schalter S geschlossen ist, und wenn die

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Ausgangs-Steuervorrichtung VR von der Minimum-Einstellage in eine Lage gebracht wird, in welcher ein maximaler Ausgang erzeugt wird, wird der Schalter S geöffnet. Wenn zusätzlich der Schalter S geschlossen wird, so wird dem Eingang des Thyristors SCR ein Zündsignal zugeführt. Wenn aber der Schalter S geöffnet ist, wird dem Eingang des Thyristors SCR kein Zündsignal zugeführt. Die Arbeitsweisen der Steuerschaltung SC sind denjenigen der Steuerschaltung SC in Fig. 3a ähnlich, jedoch mit Ausnahme für die Arbeitsweise des Schalters S, wie sie oben beschrieben ist.

In den oben beschriebenen Beispielen wird der Ausgang der Steuerschaltung der Oszillatorschaltung zugeführt, um die letztere zu steuern. Es ist aber möglich, die Mischschaltung durch den Ausgang zu steuern. Auch kann bei der Oszillatorschaltung die asynchrone Erzeugung der modulierenden Welle und der Grundwelle angewendet werden.

Zusätzlich wird in den oben beschriebenen Beispielen der Schalter des veränderbaren Widerstandes als Schaltelement verwendet, das darauf anspricht, ob die Ausgangssteuerung in die Minimum-Einstelllage eingestellt worden ist odei/nicht. Dieser Schalter kann aber durch ein anderes Element ersetzt werden, wie z.B. eine Kombination eines Pegelmeßgerätes für die Feststellung eines Ausgangspegels der Ausgangs-Steuerschaltung und einer Schaltvorrichtung, die auf die Arbeitsweise des Pegelmeßgerätes anspricht.

Fig. 4 zeigt eine Leistungssteuerschaltung, die für die oben be-

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schriebene Steuerschaltung CC vorgesehen ist, und Oszillatoren OSC₁ und OSC„. Diese Schaltung hat den gleichen Zweck und die gleiche Wirkung wie diejenigen der Schock-Verhinderungsschaltungen, die in den Fig. 3a und 3b gezeigt sind. In Fig. 4 bezeichnen die Bezugszeichen OSC₁ und OSC„ einen Oszillator für eine modulierende Welle und einen Oszillator für eine Grundwelle, deren Ausgangswellen dem Mischkreis MIX zugeführt werden. Der Mischkreis MIX erzeugt die Grundwelle, die mit der modulierenden Welle als einhüllende moduliert worden ist. Die Ausgangswelle des Mischkreises MIX wird der Ausgangs-Steuervorrichtung VR zugeführt, wo sie abgewandelt wird, so daß sie einen gewünschten Pegel aufweist. Die so abgewandelte Ausgangswelle wird über den Verstärker AMP und die Ausgangsklemmen P₁ und P» der Last L (oder dem menschlichen Körper) zugeführt.

In Fig. 4 ist die Ausgangs-Steuervorrichtung VR der Steuerschaltung CC ein veränderbarer Widerstand mit einem Schalter S. Wenn die Ausgangs-Steuervorrichtung VR in die Minimum-Einstellage eingestellt ist, dann ist der Schalter S geschlossen, wodurch der Thyristor SCR eingeschaltet und der Verstärker AMP erregt wird. Zusätzlich ist das Berührungselement mit einem Berührungsschalter TS versehen. Wenn die leitenden Elemente in Berührung mit der Last L gebracht werden, werden die Oszillatoren OSC₁ und OSC_? über den Schalter TS erregt. Wenn aber die leitenden Berührungselemente von der Last abgenommen werden, werden diese Oszillatoren entregt.

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Es wird nun die Arbeitsweise der in Fig. 4 gezeigten Schaltung beschrieben. Eis wird angenommen, daß die Leistung zugeführt wird und daß das Berührungselement sich in Berührung mit dem menschlichen Körper befindet. In diesem Falle wird der Berührungsschalter TS geschlossen, und es wird die Leistungszuführung +B den Oszillatoren OSC₁ und OSC- zugeführt. Infolgedessen erzeugt der Oszillator OSC₁ eine modulierende Welle, und es erzeugt der Oszillator OSC-eine Grundwelle, während sich die modulierende Welle auf einem vorbestimmten Pegel befindet.

Die modulierende Welle und die Grundwelle werden dem Mischkreis MIX zugeführt, der eine gemischte Welle erzeugt. Die gemischte Welle wird über die Ausgangs-Steuervorrichtung VR dem Verstärker AMP zugeführt. Wenn in diesem Falle die Ausgangs-Steuervorrichtung VR in die Minimum-Einstellage eingestellt ist, so ist der Schalter S geschlossen. Infolgedessen wird der Thyristor SCR leitend gemacht, und er erregt den Verstärker AMP. Der Thyristor SCR besitzt eine Selbsthaltefunktion. Infolgedessen wird der Verstärker AMP in erregtem Zustand gehalten, und zwar auch dann, wenn der Schalter S durch Justierung der Ausgangs-Steuervorrichtung VR darauf geöffnet wird. Wenn andererseits die Ausgangs-Steuervorrichtung VR nicht in die Minimum-Einstellage eingestellt ist, ist der Schalter S geöffnet, wie es beschrieben ist. Es wird also der Verstärker AMP nicht erregt, bevor die Ausgangs-Steuervorrichtung VR in die Minimum-Einstellage eingestellt ist. Infolgedessen wird an den leitenden Elementen keine Ausgangswelle erzeugt.

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Wenn das Berührungselement von dem menschlichen Körper entfernt wird, wird der Berührungsschalter TS geöffnet, und es wird die Erregung der Oszillatoren OSC₁ und OSC₂ unterbrochen. Infolgedessen wird die Erzeugung der modulierenden Welle und der Grundwelle durch die Oszillatoren OSC₁ und OSC₂ ebenfalls unterbrochen. Somit wird unabhängig von den Arbeitsbedingungen des Mischkreises MIX und der Schaltungen in deren rückwärtiger Stufe keine Ausgangswelle dem Berührungselement zugeführt.

In der oben beschriebenen Schaltung ist die Leistungszuführschaltung für die Oszillatoren OSC₁ und OSC_? mit Hilfe des Berührungsschalters TS geöffnet, der betätigt wird, wenn das in Kontakt mit dem menschlichen Körper gebrachte Berührungselement vom menschlichen Körper entfernt wird. Diese Schaltung kann durch eine andere Schaltung ersetzt werden, wenn sie es der Oszillatorschaltung ermöglicht, ihre Arbeitsweise zu beginnen, wenn das Berührungselement in Berührung mit dem menschlichen Körper gebracht wird. Außerdem wird in der oben beschriebenen Schaltung der in Abhängigkeit von der Einstellung der Ausgangs-Steuervorrichtung VR arbeitende Schalter S so ausgebildet, daß er in der Minimum-Einstellage geschlossen ist, so daß das Zündsignal dem Thyristor SCR zugeführt wird. Die Schaltung kann aber auch so ausgebildet sein, daß der Schalter geöffnet ist, wenn die Ausgangs-Steuervorrichtung VR in die Minimum-Einstellage eingestellt ist, um so dem Thyristor ein Zündsignal zuzuführen. Zusätzlich kann die Schaltung so ausgebildet sein, daß der Thyristor SCR jede oder alle der Mischschaltung und der Oszillatorschaltung, ausgenommen den Verstärker, steuern kann.

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Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel der oben beschriebenen Null-Startschaltung ZS darstellt, in welcher die Bezugszeichen OSC₁ und OSC₂ jeweils einen Oszillator für eine modulierende Welle und einen Oszillator für eine Grundwelle bezeichnen, deren Ausgänge der Mischschaltung MIX zugeführt werden, in welcher aus diesen Ausgängen eine gemischte Welle erzeugt und dem Verstärker AMP zugeführt wird. Der so verstärkte Ausgang wird der Ausgangs-Steuervorrichtung VR über die Null-Startschaltung und die Berührungsschalter TS. und TS_ zugeführt, die jeweils für die beiden Elektroden vorgesehen sind. Infolgedessen wird die Ausgangswelle der Last (oder dem menschlichen Körper) über das Berührungselement von den Ausgangsklemmen P₁ und P~ zugeführt, die mit der Ausgangs-Steuervorrichtung VR verbunden sind. Somit arbeitet die Null-Startschaltung ZS und steuert den Ausgang des Verstärkers AMP in Abhängigkeit von dem Ausgang des Oszillators OSC₁ und der Ein-Aus-Schaltoperation des Berührungsschalters TS, wodurch für die Last ein Ausgang erzeugt wird, dessen Wellenform so ist, daß sie vom Pegel Null aus ansteigt.

Die Fig. 6a und 6b zeigen jeweils den Ausgang des Verstärkers AMP und den Ausgang des Oszillators OSC₁, die den Inverter INV₁ nach Fig. 5 durchsetzt haben. Bei Verwendung dieser Wellenformdiagramme soll nun die Arbeitsweise der in Fig. 5 gezeigten Schaltung beschrieben werden.

Angenommen, daß das Berührungselement sich in Kontakt mit dem menschlichen Körper befindet, so werden die Tastschalter oder

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Berührungsschalter TS. und TS- geschlossen, und es erzeugen die Oszillatoren OSC. und OSC„ die Ausgänge. In diesem Falle mischt die Mischschaltung MIX die Ausgänge der Oszillatoren OSC₁ und OSC₂, und es wird der Ausgang der Mischschaltung MIX dem Verstärker AMP zugeführt, durch den der Ausgang verstärkt wird. Der so verstärkte Ausgang wird dem Kollektor eines Transistors Q₂ mit einer Ausgangs-Steuerschaltung OCC zugeführt. Der Transistor Q₂ spricht auf die Tätigkeit eines Transistors Q₁ an. Der Transistor Q₁ spricht auf den Ausgang einer NAND-Schaltung NAND₃ an, und zwar aufgrund der Arbeitsweisen einer NAND-Schaltung NAND₁, einer Flip-Flop-Schaltung FF und der NAND-Schaltung NAND₃.

Es wird angenommen, daß der Ausgang des Oszillators OSC sich auf dem Pegel Null befindet. In diesem Falle weist der Ausgang des Inverters INV₁ einen hohen Pegel auf, und es befindet sich ein Eingang der NAND-Schaltung NAND₁ auf einem hohen Pegel. Die Schaltungskonstanten sind so gewählt, daß beim Schließen des Berührungsschalters TS der Emitter des Transistors Q₂ sich im wesentlichen auf Massepotential befindet. Infolgedessen weist der Eingang des Inverters INV₃ im wesentlichen Massepotential auf, während sich der Ausgang des gleichen Inverters INV₂ sich auf einem hohen Pegel befindet. Somit weisen die beiden Eingänge der NAND-Schaltung NAND₁ einen hohen Pegel auf, und es befindet sich ihr Ausgang auf einem niedrigen Pegel, so daß die Flip-Flop-Schaltung FF so eingestellt wird, daß an ihrer Ausgangsklemme Q ein Ausgang auftritt. Dieser Ausgang wird einem Eingang der NAND-Schaltung NAND» zugeführt. Da bei diesem Vorgang der Ausgang mit hohem Pegel dem

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anderen Eingang der NAND-Schaltung NAND₂ zugeführt worden ist, wird der Ausgangspegel der NAND-Schaltung NAND- auf den niedrigen Pegel herabgesetzt, wodurch der Transistor Q₁ njcji'ht leitend wird. Infolgedessen führt der Transistor Q„ den Ausgang des Verstärkers AMP über den Berührungsschalter TS und die Ausgangssteuervorrichtung VR der Last zu.

Andererseits befindet sich in dem Falle, in dem der Berührungsschalter TS offen ist, der Eingang des Inverters INV₂ auf dem hohen Pegel, und es befindet sich sein Ausgang auf dem niedrigen Pegel. Infolgedessen erzeugt die NAND-Schaltung NAND₁ einen Ausgang mit hohem Pegel, und es wird die Flip-Flop-Schaltung FF nicht eingestellt. Da der Ausgang des Inverters INV₂ mit niedrigem Pegel deiJRückstellklemme R der Flip-Flop-Schaltung FF zugeführt wird, um diese zurückzustellen, wird der Ausgang mit niedrigem Pegel der NAND-Schaltung NAND_ durch die Klemme Q zugeführt. Infolgedessen führt die NAND-Schaltung NAND_ den Ausgang mit hohem Pegel dem Transistor Q₁ zu, um diesen leitend zu machen. Infolgedessen wird der Transistor Q₂ nichtleitend, wodurch die Zuführung des Ausganges des Verstärkers zur Last L verhindert wird.

Wie oben beschrieben, wird die Flip-Flop-Schaltung FF zurückgestellt, wenn der Berührungsschalter TS geöffnet ist. Diese Rückstellung wird ausgeführt unmittelbar nach-dem der Berührungsschalter TS geöffnet ist. Infolgedessen wird die Leistungszufuhr zur Last L sofort unterbrochen, wenn der Schalter TS geöffnet wird, und zwar auch in dem Falle, wenn der Berührungsschalter TS, der

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geschlossen gehalten worden ist, geöffnet wird.

Im Gegensatz dazu wird in dem Falle, in dem der Berührungsschalter TS, der offengehalten worden ist, geschlossen wird, die Einstellung der Flip-Flop-Schaltung FF ausgeführt, nachdem der Ausgang des Oszillators OSC₁ ansteigt, so daß die Aufbringung des Ausganges des Verstärkers auf die Last nicht unmittelbar nach Schliessung des Schalters TS durchgeführt wird, so daß der menschliche Körper vor einem elektrischen Schock bewahrt wird.

Wenn in dieser Schaltung der Transistor Q_? leitend ist, und wenn der Ausgang des Verstärkers AMP an die Last L angelegt wird, wird das Emitterpotential des Transistors Q„ periodisch auf einen hohen Pegel angehoben, und zwar ähnlich wie im Falle des Ausganges des Oszillators OSC-. Wenn dieses Potential mit hohem Pegel dem Inverter INV _? in dieser Form zugeführt wird, wird die Flip-Flop-Schaltung FF zurückgestellt. Um diese Störung auszuschalten, werden Impulskomponenten mit hohem Potentialpegel durch Verwendung des Kondensators C ausgeschaltet. Wenn ferner der Kondensator C schlechter wird und sein Kapazitätswert geringer wird, kann eine beträchtlich hohe Spannung dem Inverter INV_ zugeführt werden. Um dies zu verhindern, ist eine Diode D vorgesehen, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn zusätzlich der Verstärker AMP mit einem Umformer versehen ist, kann aufgrund einer Uberschwingung ein negativer Ausgang erzeugt werden. Um den Transistor Q_ in diesem Falle vor einer Beschädigung zu schützen, kann eine nicht dargestellte, einen Rückstrom verhindernde Diode in Reihe mit dem

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Emitter des Transistors Q_ geschaltet werden.

In dem oben beschriebenen Beispiel sind zwei Berührungsschalter vorgesehen. Es kann aber diese Schalteranordnung durch einen Berührungsschalter oder drei Berührungsschalter in UND-Schaltung ersetzt werden, und zwar je nach Abhängigkeit der Konstruktion des Berührungselements.

In dem Fall beispielsweise, in welchem das Berührungselement eine ringförmige Elektrode enthält und in dem Zentrum der ringförmigen Elektrode eine Mittelelektrode angeordnet ist, kann die ringförmige Elektrode mit mehreren Schaltern versehen sein, die in einer ODER-Logik geschaltet sind und die ferner mit der Mittelelektrode in einer UND-Logik verbunden sind. Ferner arbeiten in der obigen Beschreibung die Oszillatoren OSC₁ und OSC₂ synchron. Diese Oszillatoren können aber auch unabhängig arbeiten. In diesem Falle aber wird der Anstieg der gemischten Welle unregelmäßig.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel der Mischschaltung MIX. In Fig. 7 werden die Ausgänge des Oszillators OSC₁ für die modulierende Welle und des Oszillators OSC₂ für die Grundwelle Transistoren Tr₁ und Tr₂ zugeführt, die einen UND-Schaltung bilden. Der Ausgang des Oszillators OSC₁ wird einem Transistor Tr zugeführt, der dazu verwendet wird, die Arbeitsweise des Oszillators OSC₂ für die Grundwelle zu steuern, so daß die Arbeitsweise des Oszillators OSC₂ derjenigen des Oszillators OSC₁ folgt. Der Transistor Tr kann mit irgendeinem Schaltungspunkt des Oszillators OSC₂ verbunden werden, wenn dessen Arbeitsweise durch den leitenden Zustand des

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Transistors unterbunden wird. Der Transistor Tr kann z.B. in Reihe mit dem Kondensator geschaltet werden, und zwar in einem zeitkonstanten Kreis mit einem Kondensator und einem Widerstand (CR).

Im Betrieb erzeugt der Oszillator OSC₁ für die modulierende Welle eine solche modulierende Welle, die den Transistoren Tr und Tr₁ zugeführt wird. Infolgedessen wird, sobald die modulierende Welle ansteigt, der Transistor Tr leitend, wodurch der Oszillator OSC~ für die Grundwelle gestartet wird, während dann, wenn die modulierende Welle abfällt oder ausschwingt, der Transistor Tr nichtleitend wird, wodurch der Oszillator OSC₂ gestoppt wird. Mit anderen Worten, es erzeugt der Oszillator OSC₂ für die Grundwelle seinen Ausgang während der Zeitspanne vom Anstieg bis zum Ausschwingen der modulierenden Welle, wobei dieser Ausgang dem Transistor Tr„ zugeführt» wird.

Wenn infolgedessen die durch den Oszillator OSC₁ dem Transistor Tr₁ zugeführte modulierende Welle ansteigt, wird durch den Oszillator OSC₂ die Grundwelle erzeugt und dem Transistor Tr₂ zugeführt. Im Gegensatz dazu wird die Erzeugung der Grundwelle unterbrochen, wenn die modulierende Welle ausschwingt. Somit werden die modulierende Welle und die Grundwelle den Transistoren Tr₁ bzw. Tr₂ in synchronisierter Form zugeführt. Infolgedessen wird am Emitter des Transistors Tr„ eine analoge gemischte Welle aus der modulierenden Welle und der Grundwelle erzeugt, und es werden auch die Phasenbeziehungen zwischen diesen beiden Wellen

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immer unverändert beibehalten.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt,ist das medizinische Behandlungsgerät nach der Erfindung versehen mit:

(1) der Überstrom-Verhinderungsschaltung, die eine einen überstrom feststellende Meßschaltung und eine Halbleiterschaltung enthält,die wahlweise den Ausgangswellen-Übertragungsweg in Abhängigkeit vom Ausgang des Meßkreises öffnet oder schließt;

(2) der Schock-Verhinderungsschaltung, welche das Schaltelement enthält, dessen Arbeitszustand in Abhängigkeit davon geändert wird, ob die Ausgangs-Steuervorrichtung in ihre Minimum-Einstelllage eingestellt ist oder nicht, und die ferner die Steuerschaltung für das öffnen und Schließen des Ausgangswellen-Übertragungsweges in Abhängigkeit von dem Betrieb des Schaltelements enthält;

(3) mit einer Vorrichtung zur Verbesserung der Einfachheit der Bedienung mit einer Schaltung zur Steuerung der Übertragung der Ausgangswelle bei Kontakt des leitenden Elements mit dem menschlichen Körper und mit einer Schaltung zur Aufrechterhaltung der Wellenform der Ausgangswelle in unverändertem Zustand. Somit ist das medizinische Behandlungsgerät gemäß der Erfindung durch Sicherheitsvorrichtungen geschützt, und es weist dieses Gerät niedrige Kosten und eine günstige Arbeitsweise auf. Außerdem kann das medizinische Behandlungsgerät in einfacher Weise angewendet werden.

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Leerseit

Claims

-X- PATENTANSPRÜCHE

1.^Medizinisches Niederfrequenz-Behandlungsgerät zum Anlegen einer medizinischen Behandlungswelle über ein Berührungselement an den menschlichen Körper, wobei die Behandlungswelle durch Mischen einer modulierenden Welle mit niedriger Frequenz und einer Grundwelle mit höherer Frequenz als die modulierende Welle erhalten wird, gekennzeichnet durch

a) eine Oszillatoranordnung (OSC₁, OSC₂) zur synchronen Erzeugung einer modulierenden Welle, die verhältnismäßig sanft ansteigt, verhältnismäßig plötzlich abfällt und nach einer Pausenzeit erneut sanft ansteigt, und einer pulsierenden Grundwelle, deren Frequenz höher ist als diejenige der modulierenden Welle;

b) eine Mischanordnung (MIX), die an die Oszillatoranordnung (OSC₁, OSC,,) angeschlossen ist und aus der modulierenden Welle und der Grundwelle eine Mischwelle erzeugt;

c) eine Null-Startanordnung (ZS). welche die mit dem Pegel "Null" beginnende Mischwelle unter den Bedingungen liefert, daß die modulierende Welle sich in einem Pausenintervall befindet und sich

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ORIGINAL INSPECTED

das Berührungselement in Kontakt mit dem menschlichen Körper
befindet;

d) eine Ausgangs-Steuervorrichtung (VR) zur Steuerung des
Pegels der Mischwelle entsprechend deren Einstellung, die einen
Schalter (S) aufweist, der in Abhängigkeit davon ein- oder ausgeschaltet wird, ob die Ausgangs-Steuervorrichtung (VR) sich in
ihrer Minimum-Einstellage befindet oder nicht;

e) eine Schock-Verhinderungsanordnung (SC), die zumindest einen der Übertragungswege der modulierenden Welle, der Grundwelle

und der Mischwelle so steuert, daß der Schalter (S) der Ausgangs-Steuervorrichtung (VR) im Sinne einer Lieferung der Mischwelle
betätigt wird, wenn die Ausgangs-Steuervorrichtung (VR) in die
Minimum-Einstellage eingestellt ist, und

f) eine mit dem Berührungselement verbundene Überstrom-Verhinderungsanordnung (OCP), welche einen übermäßigen Strom der Mischwelle in dem Berührungselement verhindert.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoranordnung (OSC₁, OSC₂) eine Synchronisationsvorrichtung (Tr_n) enthält, welche die modulierende Welle und die Grundwelle
synchronisiert.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schock-

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Verhinderungsanordnung (SC) eine erste Schaltvorrichtung (Troa) enthält, die zwischen die Synchronisiervorrichtung (Tro) und die Ausgangs-Steuervorrichtung (VR) geschaltet ist, wobei die erste Schaltvorrichtung (Troa) in Abhängigkeit vom Betrieb des Schalters (S) der Ausgangs-Steuervorrichtung (VR) betätigt wird, um die Synchronisiervorrichtung (Tro) und damit das Auftreten der Mischwelle zu steuern.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Verstärker (AMP) vorgesehen ist, der zwischen die Ausgangs-Steuervorrichtung (VR) und das Berührungselement (L) geschaltet ist und der die Mischwelle verstärkt und diese dem Berührungselement (L) zuführt, daß eine Verstärker-Steuervorrichtung (CC) vorgesehen ist, die bei Betätigung des Schalters (S) der Ausgangs-Steuervorrichtung (VR) betätigt wird, um den Verstärker (AMP) zu steuern, und daß das Berührungselement (L) mit einem Berührungsschalter (TS) versehen ist, der mit der Oszillatorvorrichtung(OSC₁, OSC₂) verbunden ist, wobei der Berührungsschalter (TS) betätigt wird, wenn das Berührungselement (L) in Kontakt mit dem menschlichen Körper gebracht wird, um so die Oszillatoranordnung zu steuern.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Uberstrom-Verhinderungsanordnung (OCP) eine Schaltanordnung (Q) aufweist, durch die die Mischwelle dem Berührungselement (L) zuführbar ist, und daß eine Strorabegrenzungsanordnung vorgesehen ist, die mit der Schaltanordnung (Q) verbunden ist, um die Strom- und Spannungsbedingungen der Schaltanordnung zu steuern und dadurch einen übermäßigen Strom in dem Berührungselement zu verhindern.

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