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Die Erfindung betrifft einen elektronischen Polwender für ein elektromedizinisches Strom- behandlungs- und/oder Diagnosegerät, mit paarweise über einen Steuersignaleingang ansteuer- baren elektronischen Schaltern in einer Brückenschaltung, an deren einen Diagonalzweig Patienten- - Ausgangsklemmen angeschlossen sind, wobei jeweils ein Paar von elektronischen Schaltern, die in der Brückenschaltung einander gegenüberliegen, in Abwechslung zum andern Paar aufsteuer- bar ist.
Bei Strombehandlungs-bzw. Diagnosegeräten werden Ströme durch bestimmte Körperpartien eines Patienten geschickt, wobei diese Ströme die verschiedensten Formen haben können und insbesondere impulsförmig (Dreiecks-, Rechtecks-Impulse) sind. Dabei gewinnt zunehmend auch die bipolare Applikation der verschiedenen Stromformen an Bedeutung. Einschlägige Strombehand- lungs-bzw. Diagnosegeräte sind beispielsweise aus den AT-PS Nr. 325196 und Nr. 352261 bekannt, wobei in der AT-PS Nr. 325196 auch auf eine händische Polwendung am Patientenausgang des
Gerätes mit Hilfe eines Schalters hingewiesen wird.
Für die Umschaltung des Patientenausganges in der Polarität, d. h. die Polwendung, wurde auch bereits der Einsatz von Relais vorgeschlagen, siehe z. B. die AT-PS Nr. 330342 und Nr. 345444.
Tatsächlich werden in der Praxis zumeist Relais als Polwender eingesetzt, um eine automatische
Umpolung zu erzielen. Dabei erfolgt eine Ansteuerung über irgendwelche Triggereinrichtungen, um in bestimmten Zeitabständen, beispielsweise immer nach einigen Sekunden, die Umpolung durchzuführen. Derartige Relais sind an sich preiswert und bei Stromformen, die erst nach längeren Zeitabständen umgepolt werden müssen, auch durchaus zweckmässig. Bei Stromformen, die eine Umpolung in kürzeren Zeitabständen, etwa im Millisekundenbereich, erfordern, ist jedoch ein derartiges Relais zu langsam und auch zu laut ; ferner führt die zwangsläufig hohe Abnutzung des Relais in diesen Fällen zu einem häufigen Auftreten von Elektroden- (Spannungs-) Fehleranzeigen sowie zu Ausfällen.
Aus der EP-A1-9920 ist ein Stimulationsgerät bekannt, bei dem am Ausgang eine Umschaltung elektronisch mit Hilfe einer bistabilen Kippstufe bewerkstelligt wird, die impulsweise umschaltet und dabei bewirkt, dass die Ausgangsimpulse abwechselnd an dem einen und an dem andern von zwei Ausgangskreisen abgegeben werden. Damit ist jedoch ein hoher Schaltungsaufwand verbunden, abgesehen davon, dass die bekannte Schaltung nur für verhältnismässig kleine Spannungen, im Bereich von 15 V, geeignet ist, wogegen bei Strombehandlungsgeräten moderner Bauart Patientenspannungen im Bereich von einigen 100 V anzutreffen sind.
Ein Polwender der eingangs angegebenen Art ist schliesslich in der EP-A2-52247 beschrieben, wobei integrierte Schaltungen als elektronische Schalter verwendet werden, um eine einer Batterie entnommene Gleichspannung umzuschalten, d. h. am Patientenausgang eine Umpolung des Gleichspannungspegels vorzunehmen. Dieser positiven oder negativen Gleichspannung am Patientenausgang wird eine von einem Impulsgenerator erzeugte Impulsspannung überlagert, wobei diese Impulsspannung selbst jedoch nicht umgepolt wird. Die Umschaltung der Batteriegleichspannung wird über eine Zeitmesseinrichtung, insbesondere einen Impulszähler, ausgelöst, wobei eine Umschaltung beispielsweise alle 2 h erfolgt.
Abgesehen davon, dass auch diese bekannte Anordnung nur für niedrige Spannungen, in der Grössenordnung von 1 V, geeignet ist, ist es auch für viele Anwendungen nachteilig, dass die Impulse selbst nicht umgepolt werden, so dass diese bekannte Lösung für die meisten heute verwendeten Geräte, bei denen die verschiedensten Stromformen erzeugt werden bzw. für die dammit durchzuführenden Behandlungen oder Untersuchungen ungeeignet ist.
Es ist daher Ziel der Erfindung, einen Polwender der eingangs angeführten Art zu schaffen, mit dem eine Umpolung der verschiedensten vom Gerät abgegebenen Spannungs- bzw. Stromformen rasch durchgeführt werden kann, wobei beispielsweise die Zeitabstände zwischen den Umpolungen im Millisekunden-Bereich liegen können, und wobei auch hohe Patientenspannungen umgeschaltet werden können.
Der erfindungsgemässe Polwender der eingangs angegebenen Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brückenschaltung mit dem andern Diagonalzweig an den Ausgang des Gerätes geschaltet ist, und dass als elektronische Schalter Thyristorschalter, insbesondere Triacs, vorgesehen sind.
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Durch die erfindungsgemässen Massnahmen wird der vorstehenden Zielsetzung in vorteilhaftester
Weise entsprochen, wobei bei einer einfachen, kostengünstigen Bauweise eine rasche, in kurzen
Abständen mögliche Umpolung auch höherer Spannungen erzielt werden kann. Die erfindungsgemässe
Ausbildung des Polwenders ist auch gegenüber dem Einsatz von bipolaren Transistoren oder von Feldeffekttransistoren überlegen, da bei diesem die erwähnten hohen Patientenspannungen von einigen 100 V die Ansteuerung der Transistoren zumindest sehr aufwendig machen.
Für die paarweise, gegengleiche Ansteuerung der elektronischen Schalter kann im Steuersignal- weg zu einem Paar elektronischer Schalter ein Inverter vorgesehen sein, und in diesem Fall ist es erfindungsgemäss im Hinblick auf eine möglichst einfache Ansteuerung der Thyristorschal- ter von besonderem Vorteil, wenn je einem Paar gleichzeitig aufzusteuernder Thyristorschalter steuerseitig ein gemeinsamer Steuertransistor zugeordnet ist und der Inverter dem einen von beiden Steuertransistoren vorgeschaltet ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Polwenders ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Thyristorschalter durch Optotriacs gebildet sind, deren lichtemitierenden Dioden (LEDs) das jeweilige Steuersignal zur paarweisen Aufsteuerung zugeführt wird. Der Einsatz von Optotriacs erlaubt eine vollständige Potentialtrennung des Patientenausganges vom Steuerkreis, und es wird ein Abfliessen der Steuerströme durch den Patientenkreis verhindert, wie dies beispielsweise bei einer Schaltung mit Bipolartransistoren nicht möglich wäre.
Dabei wird eine besonders einfache und zuverlässige Ausbildung des Steuerkreises ferner dadurch erhalten, dass die LEDs jeweils eines Paares gleichzeitig aufzusteuernder Optotriacs in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke des zugehörigen Steuertransistors an einer Versorgungsspannung liegen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert, wobei die Zeichnung ein Schalterbild eines erfindungsgemässen elektronischen Polwenders unter schematischer Veranschaulichung des zugehörigen Strombehandlungs- und/oder Diagnosegerätes sowie einer für die Ansteuerung vorgesehenen Triggereinrichtung zeigt.
In der Zeichnung ist schematisch ein Strombehandlungs-bzw. Diagnosegerät-l-gezeigt, welches auf bekannte Art ausgebildet ist, und welches nicht Gegenstand der Erfindung ist und daher hier nicht weiter erläutert werden braucht. Nur beispielsweise sei auf die in den eingangs erwähnten Druckschriften beschriebenen Geräte verwiesen.
Dieses Gerät-l-besitzt zwei Ausgangsklemmen --2, 3--, an denen die jeweiligen Spannungsformen auftreten, und mit denen der Patient zu verbinden ist. Um diese Spannungsformen am eigentlichen Patientenausgang, der durch Klemmen-4, 5- veranschaulicht ist, auch in umgepolter Form zur Verfügung stellen zu können, ist ein elektronischer Polwender vorgesehen, der insgesamt mit --6-- bezeichnet ist. Dieser Polwender --6-- wird an einem Steuersignaleingang --7-- von einer ebenfalls an sich herkömmlich ausgebildeten und daher nur schematisch
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könnte theoretisch sogar eine Triggerung über eine Handtaste in Betracht gezogen werden.
Wichtig ist allein ein zu den gewünschten Umpolungszeitpunkten auftretender Logikpegelsprung, wie er in der Zeichnung beim Steuersignaleingang --7-- angedeutet ist, und der den Zeitpunkt der Polwendung markiert. Derartige Logikpegelsprünge können beispielsweise in festen Zeitabständen, etwa alle 3 ms, abgegeben werden, wobei es nur erforderlich ist, dass zum Zeitpunkt der Umpolung kein Patientenstrom fliesst, und wobei diese Zeitabstände von aussen her eingestellt werden, es ist aber auch denkbar und in der Regel vorzuziehen, dass diese Logikpegelsprünge in Abhängigkeit von der Impulsfrequenz der am Geräteausgang --2, 3-- auftretenden Impulsformen erhalten werden.
Der Polwender --6-- weist eine insgesamt mit --9-- bezeichnete Brückenschaltung von als elektronische Schalter vorgesehenen Optotriacs --10, 11, 12 und 13-- auf, wobei diese Brückenschaltung --9-- mit dem einen Diagonalzweig-Schaltungsknoten-14, 15-- - an die Ausgangsklem- men-2, 3- des Gerätes-l-und mit dem andern Diagonalzweig - Schaltungspunkten --16,
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