CH690818A5 - Elektrotransport-Abgabevorrichtung mit Spannungsverstärkungsschaltung. - Google Patents

Description

  
 


 Technisches Gebiet 
 



  Die Erfindung betrifft eine Elektrotransportvorrichtung zur transdermalen oder transmukosalen Abgabe eines nützlichen Mittels (z.B. eines Arzneimittels) an einen Patienten. Insbesondere betrifft die Erfindung eine tragbare oder vom Patienten getragene Elektrotransport-Abgabevorrichtung mit verbesserter Stromversorgung. 


 Stand der Technik 
 



  Der Begriff "Elektrotransport", wie hierin verwendet, betrifft im Allgemeinen die Abgabe eines Mittels (z.B. eines Arzneimittels) durch eine Membran, wie die Haut, Schleimhaut oder Nägel, wobei die Abgabe durch das Anlegen eines elektrischen Potenzials ausgelöst oder unterstützt wird. Zum Beispiel kann ein nützliches therapeutisches Mittel in den Körperkreislauf eines Lebewesens (z.B. eines Menschen) mittels Elektrotransportabgabe durch die Haut eingebracht werden. 



  Das Elektrotransportverfahren hat sich bei der transdermalen Verabreichung von Arzneimitteln, einschliesslich Lidocain, Hydrocortison, Fluorid, Penicillin, Dexamethasondinatriumphosphat und vieler anderer Arzneimittel als zweckdienlich erwiesen. Am häufigsten wird der Elektrotransport vielleicht bei der Diagnose der Mukoviszidose eingesetzt, wobei Pilocarpinsalze durch Iontophorese verabreicht werden. Das Pilocarpin stimuliert die Schweissproduktion; der  Schweiss wird gesammelt und auf seinen Chloridgehalt analysiert, um das Vorhandensein der Krankheit nachzuweisen. 



  Bei gegenwärtig bekannten Elektrotransportvorrichtungen werden mindestens zwei Elektroden verwendet, die in engem Kontakt mit einem Teil des Körpers (z.B. der Haut) angeordnet sind. Eine erste Elektrode, die als aktive oder Spenderelektrode bezeichnet wird, gibt das therapeutische Mittel (z.B. ein Arzneimittel oder eine Arzneimittelvorstufe) durch Elektrotransport in den Körper ab. 



  Die zweite Elektrode, die als Gegen- oder Rückelektrode bezeichnet wird, schliesst einen elektrischen Kreis mit der ersten Elektrode durch den Körper des Patienten. Eine elektrische Energiequelle, wie eine Batterie, liefert elektrischen Strom über die Elektroden an den Körper. Wenn z.B. das in den Körper abzugebende therapeutische Mittel positiv geladen ist (d.h. ein Kation), ist die Anode die aktive Elektrode und die Kathode dient als Gegenelektrode, um den Kreis zu vervollständigen. Wenn das in den Körper abzugebende therapeutische Mittel negativ geladen ist (d.h. ein Anion), ist die Kathode die Spenderelektrode und die Anode dient als Gegenelektrode. 



  Als Alternative können sowohl die Anode als auch die Kathode zur Abgabe von Arzneimitteln mit entgegengesetzter elektrischer Ladung in den Körper verwendet werden. In diesem Fall werden beide Elektroden als Spender- und Gegenelektroden angesehen. Z.B. kann die Anode gleichzeitig ein kationisches therapeutisches Mittel abgeben und als "Gegenelektrode" zur Kathode wirken. Ebenso kann die Kathode gleich zeitig ein anionisches therapeutisches Mittel abgeben und als "Gegenelektrode" zur Anode wirken. 



  Ein allgemein verwendetes Elektrotransportverfahren, die Elektromigration (auch Iontophorese genannt) beinhaltet den elektrisch herbeigeführten Transport geladener Ionen. Eine andere Art des Elektrotransports, die Elektroosmose, beinhaltet den Fluss eines flüssigen Lösemittels vom Spenderreservoir, wobei die Flüssigkeit das abzugebende Mittel enthält, unter dem Einfluss des angelegten elektrischen Feldes. Eine weitere Art eines Elektrotransportverfahrens, die Elektroporation, beinhaltet die Bildung vorübergehend bestehender Poren in einer biologischen Membran durch das Anlegen von Hochspannungsimpulsen.

   Ein therapeutisches Mittel kann, aufgrund des Konzentrationsunterschieds zwischen der Konzentration des Arzneimittels im Spenderreservoir der Elektrotransportvorrichtung und der Konzentration des Arzneimittels in den Geweben des Körpers des Patienten, durch passive Diffusion teilweise durch die Haut abgegeben werden. Bei jedem Elektrotransportverfahren können mehr als einer dieser Prozesse gleichzeitig bis zu einem bestimmten Mass stattfinden. Daher wird der hier verwendete Begriff "Elektrotransport" in breitest möglicher Bedeutung verstanden, sodass er den elektrisch herbeigeführten oder verstärkten Transport von mindestens einem therapeutischen Mittel, das geladen, ungeladen oder eine Mischung davon ist, umfasst. 



  Die Begriffe "Arzneimittel" und "therapeutisches Mittel" werden untereinander austauschbar verwendet und sind im weitesten Sinn zu verstehen, d.h. als jede therapeutisch  aktive Substanz, die an einen lebenden Organismus abgegeben wird, um eine gewünschte, für gewöhnlich nützliche Wirkung zu erzielen.

   Dazu zählen therapeutische Mittel in allen wesentlichen therapeutischen Bereichen, die folgende umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind: infektionsverhindernde Mittel wie Antibiotika und Antivirusmittel; Analgetika, einschliesslich Fentanyl, Sufentanil, Buprenorphin und analgetische Kombinationen; Anästhetika; Anorektika; Antiarthritika; Asthmamittel, wie Terbutalin; Krampfmittel; Antidepressiva; Antidiabetika; Antidiarrhoika; Antihistamine; entzündungshemmende Mittel; Zubereitungen zur Migränebehandlung; Antiemetika, wie Scopolamin und Ondansetron; Mittel gegen Nausea; antineoplatische Mittel; Mittel gegen Parkinson; juckreizlindernde Mittel; Antipsychotika, Antipyretika; Antispasmodika, einschliesslich der gastrointestinalen und urinalen; Anticholinergika; Sympathikomimetika;

   Xanthinderivate; kardiovaskuläre Zubereitungen, einschliesslich der Kalziumkanalblocker, wie Nifedipin; Betablocker; Beta-Agonisten, wie Dobutamin und Ritodrin; Antiarrhythmika; Antihypertonika, wie Atenolol; ACE-Inhibitoren, wie Ranitidin; Diuretika; Vasodilatatoren, einschliesslich der allgemeinen, koronaren, peripheren und zerebralen; Stimulantien des zentralen Nervensystems; Zubereitungen gegen Husten und Erkältung; Dekongestionsmittel; Diagnostika; Hormone wie das Nebenschilddrüsenhormon; Hypnotika; Immunsuppressiva; Muskelrelaxantien; Parasympathikolytika; Paramsympathikomimetika; Prostaglandine; Proteine; Peptide; Psychostimulantien; Sedativa und Tranquilizer. 



  Der Elektrotransport ist auch bei der regulierten Abgabe von Peptiden, Polypeptiden, Proteinen und anderen Makromolekülen zweckdienlich. Diese makromolekularen Substanzen haben für gewöhnlich ein Molekulargewicht von mindestens 300 Dalton und insbesondere ein Molekulargewicht von 300 bis 40 000 Dalton.

   Besondere Beispiele für Peptide und Proteine in diesem Grössenbereich umfassen ohne Einschränkung folgende: LHRH; LHRH-Analoge, wie Buserelin, Gonadorelin, Nafarelin und Leuprolid; Insulin; Insulotropin; Calcitonin; Octreotid; Endirophin; TRH; NT-36 (die chemische Bezeichnung ist N = [[(s)-4-Oxo-2-azetidinyl]carbonyl]-1-hystidyl-L-prolinamid); Liprecin; Hypophysenhormone, wie HGH; HMG und Desmopressinacetat; Follikelluteoide; aANF; Wachstumsfaktoren, wie der Wachstumsfaktor-Freisetzungsfaktor (GFRF oder GHRH); bMSH; Somatostatin; Bradykinin; Somatotropin; von Plättchen abgeleiteter Wachstumsfaktor; Asparaginase; Chymopapain; Cholecystokinin; Choriongonadotropin; Corticotropin (ACTH); Erythropoietin; Epoprostenol (Plättchenaggegrationshemmer); Glucagon; HCG; Hirulog; Hyaluronidase; Interferon; Interleukine; Menotropine (Urofollitropin (FSH) und LH); Oxytocin; Streptokinase;

   Gewebeplasminogenaktivator; Vasopressin; Desmopressin; ACTH-Analoge; ANP; ANP-Clearance-Inhibitoren; Angiotensin II Antagonisten; Vasopressin-Agonisten; Vasopressin-Antagonisten; Bradykinin-Antagonisten; CD-4; Ceredase; CSFs; Enkephaline; FAB-Fragmente; IgE-Peptidsuppressoren; IGF-1; neurotrophe Faktoren; koloniestimulierende Faktoren; Nebenschilddrüsenhormon und Agonisten; Nebenschilddrüsenhormon-Antagonisten; Prostaglandin-Antagonisten; Pentigetid; Protein C; Protein S; Renin-Inhibitoren; Thymosin Alpha-1; Thrombolytika; TNF;  Vakzine; Vasopressin-Antagonistenanaloge; Alpha-1-Antitrypsin (rekombinant) und TGF-Beta. 



  Elektrotransportvorrichtungen erfordern im Allgemeinen ein Reservoir oder eine Quelle des Mittels oder einer Vorstufe eines solchen Mittels, das in den Körper durch Elektrotransport abgegeben werden soll. Beispiele für solche Reservoirs oder Quellen von vorzugsweise ionisierten oder ionisierbaren Mitteln umfassen eine Tasche, wie im US-Patent 4 250 878 von Jacobsen beschrieben, oder einen vorgeformten Gelkörper, wie im US-Patent 4 383 529 von Webster beschrieben. Solche Reservoirs werden elektrisch an die Anode oder die Kathode einer Elektrotransportvorrichtung angeschlossen, sodass eine unveränderliche oder erneuerbare Quelle einer oder mehrerer gewünschter therapeutischer Spezien zur Verfügung steht. 



  In jüngster Zeit wurde eine Reihe von US-Patenten auf dem Gebiet des Elektrotransports erteilt, was auf ein anhaltendes Interesse an dieser Art der Arzneimittelabgabe hinweist. Z.B. offenbaren Vernon et al. im US-Patent 3 991 755, Jacobsen et al. im US-Patent 4 141 359, Wilson im US-Patent 4 398 545 und Jacobsen im US-Patent 4 250 878, Beispiele für Elektrotransportvorrichtungen und einige Anwendungen davon. 



  Neuerdings sind Elektrotransport-Abgabevorrichtungen viel kleiner geworden, insbesondere mit der Entwicklung miniaturisierter elektrischer Schaltkreise (z.B. integrierter Schaltkreise) und stärkerer Batterien mit geringem Gewicht (z.B. Lithiumbatterien). Das Erscheinen von billigen miniaturisierten elektronischen Schaltungen und kompakten  energiereichen Batterien bedeutet, dass die gesamte Vorrichtung ausreichend klein konstruiert werden kann, sodass sie an der Haut des Patienten unter der Kleidung getragen werden kann, ohne ein Hindernis darzustellen. Dadurch kann der Patient vollständig ambulant bleiben und ist im Stande, alle normalen Aktivitäten auszuführen, selbst in jenen Zeiträumen, in welchen die Elektrotransport-Vorrichtung tatsächlich das Arzneimittel abgibt. 



  Dennoch bestehen weiterhin Einschränkungen, welche die umfassendere Anwendung dieser wertvollen Technik begrenzen. Eine solche Einschränkung sind die Grösse und die Kosten von Elektrotransport-Abgabevorrichtungen. Insbesondere tragen die Batterien, welche zur Speisung der Elektrotransport-Vorrichtungen notwendig sind, wesentlich zur Gesamtgrösse und zum Gesamtgewicht, wie auch zu den Kosten dieser kleineren, vom Patienten getragenen Elektrotransport-Abgabevorrichtungen, bei. Eine Verringerung in der Anzahl und/oder in den Kosten dieser Batterien würde die Herstellung von kleineren und billigeren Elektrotransport-Abgabevorrichtungen erlauben. 



  Ein Weg zur Verringerung der Anzahl der Batterien, die zur Speisung einer Elektrotransport-Vorrichtung verwendet wird, ist der Einsatz einer Spannungsverstärkungsschaltung. Verstärkungsschaltungen sind in der Elektrotechnik allgemein bekannt. Herkömmliche Verstärkungsschaltungen nehmen eine Eingangsspannung (z.B. 3,0 Volt) auf und verstärken diese um ein vorbestimmtes Vielfaches (z.B. x 2), sodass eine "verstärkte" Ausgangsspannung (z.B. 6,0 V = 3,0 V x 2) erhalten wird. Spannungsverstärkungsschaltungen werden in  transdermalen Elektrotransport-Abgabevorrichtungen verwendet; siehe Maurer et al. in US-Patent 5 254 081 (Spalte 2, Zeilen 34-39). 



  Durch diese Schaltungen kann eine Elektrotransport-Abgabevorrichtung einen vorbestimmten Strompegel mit weniger Batterien oder einer oder mehreren Batterien mit geringerer Spannung abgeben, als ohne Verwendung einer Verstärkungsschaltung erforderlich wären. Somit tragen herkömmliche Verstärkungsschaltungen dazu bei, die Grösse und die Kosten einer Elektrotransport-Abgabevorrichtung zu verringern, da sie weniger Batterien und/oder Batterien mit geringerer Spannung zur Speisung der Vorrichtung benötigen. 



  Das Problem der Kostensenkung für die Stromversorgung einer Elektrotransport-Abgabevorrichtung wird durch die Tatsache kompliziert, dass der elektrische Widerstand der Körperoberfläche (z.B. der Haut) des Patienten während der Elektrotransport-Abgabe nicht konstant ist. Da die Spannung (V), die zum Steuern eines bestimmten elektrischen Strompegels (i) durch die Haut des Patienten proportional zum Widerstand (R) der Haut ist (d.h. nach Ohmschem Gesetz, ist V = iRHAUT), sind die Spannungsanforderungen der Stromversorgung während der Elektrotransport-Abgabe nicht konstant. Wenn z.B. mit der Elektrotransport-Verabreichung begonnen wird, ist der anfängliche Hautwiderstand des Patienten relativ hoch, sodass die Stromversorgung eine relativ hohe Spannung erzeugen muss, um einen vorbestimmten Elektrotransport-Strompegel abzugeben.

   Nach einigen Minuten jedoch (d.h. nach etwa 1 bis 30 Minuten der Stromanlegung durch die Haut) fällt der Hautwiderstand, sodass die erforderliche Spannung zur Abgabe  eines bestimmten elektrischen Strompegels deutlich geringer wird als die Spannung, die zu Beginn der Elektrotransport-Abgabe erforderlich war. Siehe zum Beispiel Haak et al. im US-Patent 5 347 242, worin der variable Hautwiderstand und die Verwendung von 2 oder mehr Batterien offenbart ist, die entweder parallel oder in Serie geschaltet sind, um den sich ändernden Hautwiderstand auszugleichen. 



  Obwohl herkömmliche Spannungsverstärkungsschaltungen die Spannung liefern können, die zur Anpassung an den hohen anfänglichen Hautwiderstand notwendig ist, verringern sie die Wirksamkeit der Vorrichtung und benötigen eine höhere Batterie-Ausgangsspannung in den Perioden, in welchen der Hautwiderstand geringer ist als der anfängliche Zustand, was zur geringeren Wirksamkeit und zu erhöhten Batteriegrössen und -kosten führt. 



  Jacobsen et al. in US-Patent 4 141 359, offenbart einen Gleichstromumrichter mit einem Transformer zur induktiven Kopplung periodischer Stromschwankungen in einer Primärspule an Stromimpulse in einer Sekundärspule bei einem unveränderlichen Spannungsvielfachen der primären Stromversorgung. Diese Impulse des Sekundärspulenstroms werden von therapeutischen Elektroden durch die Haut geleitet. Der Durchschnitt oder Gleichstromwert des Sekundärstroms wird durch eine Fehlerspannungs- und Rückkopplungsschaltung gesteuert, sodass der Durchschnittswert des Sekundärstroms konstant bleibt. Ein Nachteil der Schaltung von Jacobsen besteht darin, dass der Spitzenwert der unveränderlichen und vervielfachten Spannung direkt über den Elektroden auftritt.

   Die Spitzenspan nung ist für Zustände, in welchen der Hautwiderstand gering ist, nicht notwendig und führt zu unnötig hohen Stromimpulsen des therapeutischen Stroms und möglichen nachteiligen Wirkungen auf die Haut. 



  Teillaud et al. in US-Patent 5 426 387 offenbart eine Vorrichtung mit einer schalterbetriebenen Stromquelle, die mit einem elektronischen Schaltglied ausgestattet ist, mit dessen Schliessen der in einem Induktor eingespeiste Strom gesteuert wird, und der sich in einen Kondensator mit Ausgängen, an denen die Ausgangsspannung der Vorrichtung anliegt, entlädt, wenn sich das elektronische Schaltglied wieder öffnet. Die Vorrichtung beinhaltet einen digitalen Taktzähler und einen Mikroprozessor für das sukzessive Laden des Taktzählers mit einer vorbestimmten Zählfolge, welche zur Begrenzung der Zählung des Zählers dient, wobei der Zähler das Schliessen des elektronischen Schaltgliedes für ein vorbestimmtes Zeitintervall zyklisch steuert, sodass die Ausgangsspannung der Vorrichtung eine vorbestimmte Wellenform, entsprechend der Zählfolge, annimmt.

   Ein Nachteil der Vorrichtung von Teillaud ist, dass man einen relativ teuren, komplexen und grossen Mikrorechner benötigt, um einen bestimmten Wert des therapeutischen Stromes zu erzeugen. Im Ergebnis ist die Vorrichtung von Teillaud für gewisse Anwendungen ungeeignet, wo man eine kleine, leichte und kostengünstige Elektrotransport-Mittelabgabevorrichtung wünscht oder benötigt. 


 Beschreibung der Erfindung 
 



  Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Elektrotransport-Vorrichtung zur Abgabe eines therapeutischen Mittels durch eine Körperoberfläche eines Lebewesens mit einer Spannungsverstärkungsschaltung zu schaffen. 



  Eine solche Elektrotransportvorrichtung gemäss der Erfindung ist im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert. Beim Betreiben der Elektrotransport-Vorrichtung wird die Stromversorgungsspannung vorzugsweise auf einen Wert verstärkt, der optimal für die Bedingungen (z.B. den Hautwiderstand) der Arzneimittelabgabe geeignet ist. 



  Die vorliegende Erfindung liefert eine Elektrotransport-Vorrichtung mit einer Spannungsverstärkungsschaltung, welche die Stromversorgungs- (z.B. Batterie-) Ausgangsspannung verstärkt. Das Verstärkungsvielfache wird automatisch abhängig vom Hautwiderstand des Patienten reguliert. Die Vorrichtung ist zur Abgabe eines therapeutischen Mittels durch eine Körperoberfläche eines Lebewesens hindurch (z.B. durch die menschliche Haut) mittels Elektrotransports ausgebildet. Die Vorrichtung hat eine elektrische Stromquelle (z.B. eine oder mehrere Batterien) mit einer Ausgangsspannung. Die Stromquellenausgangsspannung wird mit einem Spannungsverstärker verstärkt, an dem eine mehrfache Verstärkung einstellbar ist, um eine  Arbeitsspannung zu liefern.

   Ein Körperoberflächenparameter, den man aus dem elektrischen Widerstand der Körperoberfläche, dem Spannungsabfall über die Körperoberfläche und/oder dem Strom, der durch die Körperoberfläche fliesst, auswählt, wird erfasst und die Verstärkung aufgrund des erfassten Körperoberflächenparameters eingestellt, um eine vorbestimmte Arbeitsspannung zu erreichen. Durch Einstellen der Verstärkung auf der Basis des erfassten Körperparameters (z.B. des Hautwiderstands) legt die Vorrichtung nur den Spannungspegel an, der zur Abgabe eines vorbestimmten Pegels des Elektrotransport-Stroms erforderlich ist, ohne dass übermässig Spannung von der Verstärkungsschaltung verbraucht wird. Somit bietet das Verfahren der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Wirksamkeit beim Betreiben einer Elektrotransport-Abgabevorrichtung. 


 Kurzbeschreibung der Zeichnungen 
 



  Die obigen sowie andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor, in welchen: 
 
   Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Elektrotransport Arzneimittelabgabevorrichtung dieser Erfindung ist; 
   Fig. 2 eine in Einzelteile aufgelöste Ansicht einer Elektrotransport-Vorrichtung dieser Erfindung ist; 
   Fig. 3 eine graphische Darstellung ist, welche die Abnahme des Hautwiderstands des Patienten über der Zeit zeigt; 
   Fig. 4 eine schematische Darstellung einer einstellbaren Spannungsverstärkungsschaltung dieser Erfindung ist; 
   Fig. 5 ein Zeitsteuerungsdiagramm des Betriebs der Schaltung von Fig. 4 ist; 
   Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren einstellbaren Spannungsverstärkungsschaltung dieser Erfindung ist;

   
   Fig. 7 ein Zeitsteuerungsdiagramm des Betriebs der Schaltung von Fig. 6 ist; und 
   Fig. 8 eine schematische Darstellung einer weiteren einstellbaren Spannungsverstärkungsschaltung dieser Erfindung ist. 
 


 Ausführungsformen der Erfindung 
 



  Die elektronische Schaltung der vorliegenden Erfindung kann im Wesentlichen in jeder Elektrotransport-Abgabevorrichtung verwendet werden, obwohl die Schaltungsanordnung besonders in jenen Vorrichtungen zweckdienlich ist, die zur transdermalen Abgabe von Arzneimitteln mittels Elektrotransports ausgebildet sind. Beispiele für Elektrotransport-Abgabevorrichtungen, die mit der Schaltungsanordnung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in Fig. 1 und 2 dargestellt. Mit Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Elektrotransport-Vorrichtung 10 mit einem wahlweisen Aktivierungsschalter in Form eines Druckknopfschalters 12 und einer wahlweisen Lumineszenzdiode (LED) 14, die sich bei Betrieb der Vorrichtung 10 einschaltet, dargestellt. 



  Fig. 2 ist eine in Einzelteile aufgelöste Ansicht einer zweiten Vorrichtung 10 min  dieser Erfindung. Die Vorrichtung 10 min unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 von Fig. 1 in der Anordnung der LED 14 min . Die LED 14 min  ist in diesem Aus führungsbeispiel der Erfindung neben dem Knopfschalter 12 an einem Ende der Vorrichtung 10 min  angeordnet. Die Vorrichtung 10 min  umfasst ein oberes Gehäuse 16, eine Leiterplattenanordnung 18, ein unteres Gehäuse 20, eine Anodenelektrode 22, eine Kathodenelektrode 24, ein Anodenreservoir 26, ein Kathodenreservoir 28 und ein hautverträgliches Klebemittel 30. Das obere Gehäuse 16 weist seitliche Flügel 15 auf, die dazu beitragen, die Vorrichtung 10 min  an der Haut eines Patienten zu halten. Das obere Gehäuse 16 besteht vorzugsweise aus einem spritzgiessbaren Elastomer (z.B. Ethylenvinylacetat).

   Die Leiterplattenanordnung 18 umfasst eine integrierte Schaltung 19, die an einzelne Bauteile 40 gekoppelt ist, und eine Batterie 32. Die Leiterplattenanordnung 18 ist mittels Stiften (in Fig. 2 nicht dargestellt), die durch \ffnungen 13a und 13b hindurchgehen, am Gehäuse 16 befestigt. Die Enden der Stifte werden erwärmt/geschmolzen, um die Leiterplattenanordnung 18 durch Wärme mit dem Gehäuse 16 zu verstemmen. Das untere Gehäuse 20 ist mittels eines Klebmittels 30 am oberen Gehäuse 16 befestigt, wobei die obere Oberfläche 34 des Klebmittels sowohl am unteren Gehäuse 20 als auch am oberen Gehäuse 16, einschliesslich der Bodenflächen der Flügel 15, haftet. 



  An der Unterseite der Leiterplattenanordnung 18 befindet sich eine Knopfzellenbatterie 32 (teilweise sichtbar). Auch können andere Arten von Batterien zur Speisung der Vorrichtung 10 min  verwendet werden. 



  Die Vorrichtung 10 min  besteht im Allgemeinen aus der Batterie 32, der elektronischen Schaltung 19, 40, den Elektroden 22, 24 und den Arzneimittel-/Chemikalienreservoirs 26, 28, die alle  in einer in sich geschlossenen Einheit integriert sind. Die Ausgänge (in Fig. 2 nicht dargestellt) der Leiterplattenanordnung 18 haben durch \ffnungen 23, 23 min  in den Vertiefungen 25, 25 min , die im unteren Gehäuse 20 ausgebildet sind, elektrischen Kontakt mit den Elektroden 24 und 22 mittels elektrisch leitender Klebstoffstreifen 42, 42 min . Die Elektroden 22 und 24 befinden sich ihrerseits in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt mit den Oberseiten 44 min , 44 der Arzneimittelreservoirs 26 und 28. Die Unterseiten 46, 46 min der Arzneimittelreservoirs 26, 28 stehen mit der Haut des Patienten durch die \ffnungen 29, 29 min  im Klebemittel 30 in Kontakt. 



  Wenn der Druckknopfschalter 12 niedergedrückt wird, gibt die elektronische Schaltung auf der Leiterplattenanordnung 18 einen vorbestimmten Gleichstrom an die Elektroden/Reservoirs 22, 26 und 24, 28 über ein Abgabeintervall vorbestimmter Länge ab. Vorzugsweise gibt die Vorrichtung dem Patienten eine sichtbare und/oder hörbare Bestätigung des Beginns der Arzneimittelabgabe durch die LED 14 min , die zu leuchten beginnt, und/oder durch ein hörbares Signal, z.B. eines "Piepsers". Hierbei wird das Arzneimittel von einem der Reservoirs 26, 28 und durch die Haut des Patienten mittels Elektrotransports abgegeben. 



  Die anodische Elektrode 22 besteht vorzugsweise aus Silber, und die kathodische Elektrode 24 besteht vorzugsweise aus Silberchlorid. Beide Reservoirs 26 und 28 bestehen vorzugsweise aus polymeren Hydrogelmaterialien. Die Elektroden 22, 24 und die Reservoirs 26, 28 werden von dem unteren Gehäuse 20 gehalten. Eines der Reservoirs 26, 28 ist das "Spenderreservoir" und enthält das abzugebende therapeu tische Mittel (z.B. ein Arzneimittel), und das andere Reservoir enthält für gewöhnlich einen biokompatiblen Elektrolyten. 



  Der Druckknopfschalter 12, die elektronische Schaltung auf der Leiterplattenanordnung 18 und die Batterie 32 sind mittels Klebstoffs zwischen oberem Gehäuse 16 und unterem Gehäuse 20 "versiegelt". Das obere Gehäuse 16 besteht vorzugsweise aus Gummi oder einem anderen elastomeren Material. Das untere Gehäuse 20 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff oder einem elastomeren Schichtmaterial (z.B. Polyethylen), das einfach zur Bildung von Vertiefungen 25, 25 min  geformt und zur Bildung von \ffnungen 23, 23 min  geschnitten werden kann. Die zusammengebaute Vorrichtung 10 min  ist vorzugsweise wasserbeständig (d.h. spritzwassergeschützt) und insbesondere wasserdicht. Das System hat ein flaches Profil, das sich leicht dem Körper anpasst, wodurch Bewegungsfreiheit an der und um die Tragstelle gegeben ist.

   Die Reservoirs 26, 28 sind an der mit der Haut in Kontakt stehenden Seite der Vorrichtung 10 min  angeordnet und ausreichend voneinander getrennt, um einen zufälligen elektrischen Kurzschluss während der normalen Handhabung und Verwendung zu vermeiden. 



  Die Vorrichtung 10 min  haftet durch ein peripheres Klebemittel 30, das eine Oberseite 34 und eine mit dem Körper in Kontakt stehende Seite 36 aufweist, an der Körperoberfläche des Patienten (z.B. an der Haut). Die Klebemittelseite 36 hat Klebeeigenschaften, die dafür sorgen, dass die Vorrichtung 10 min  während der normalen Aktivität des Trägers unverrückbar am Körper bleibt und dennoch eine einfache Entfernung nach einer vorbestimmten Tragedauer (z.B. 24 Stunden) zulassen. 



  Die obere Klebemittelseite 34 haftet am unteren Gehäuse 20 und hält die Elektroden und die Arzneimittelreservoirs in den Gehäusevertiefungen 25, 25 min  und auch das untere Gehäuse 20 am oberen Gehäuse 16. 



  Der Druckknopfschalter 12 ist fachgerecht an der Oberseite der Vorrichtung 10 min  angeordnet und leicht durch die Kleidung hindurch betätigbar. Ein doppeltes Drücken des Druckknopfschalters 12 innerhalb kurzer Zeit, z.B. drei Sekunden, wird vorzugsweise zur Aktivierung der Vorrichtung zur Abgabe des Arzneimittels verwendet, um die Wahrscheinlichkeit einer unbeabsichtigten Aktivierung der Vorrichtung 10 min  auf ein Minimum zu verringern. 



  Bei der ersten Auslösung einer Arzneimittelabgabe ist der Hautwiderstand des Patienten für gewöhnlich relativ hoch, während nach einer gewissen Zeit der Hautwiderstand deutlich fällt. Fig. 3 veranschaulicht diese Charakteristik grafisch, wobei ersichtlich wird, dass die Abnahme des Hautwiderstands R im Wesentlichen asymptotisch zu einem Beharrungswert ist. Bei einer Entladungsrate von 0,1 mA/cm<2 >liegt dieser Beharrungswert für gewöhnlich im Bereich von 20 bis 30 kOhm . cm<2>, während der Anfangswert des Hautwiderstands einige Male oder vielfach so hoch ist. 



  Bei Elektrotransport-Abgabevorrichtungen gemäss dem Stand der Technik wurde die Spannung der Stromversorgung und/oder die Verstärkung der Spannungsverstärkungsschaltung ausreichend hoch gewählt, um den hohen Hautwiderstand zu überwinden, der zu Beginn des Vorgangs vorhanden ist. Sobald der Vorgang jedoch einen Beharrungszustand mit einem beglei tenden Abfall des Hautwiderstands erreicht hatte, wiesen die Vorrichtungen gemäss dem Stand der Technik eine überschüssige Arbeitsspannung auf. Bei einigen vorbekannten Vorrichtungen betrug die angelegte Spannung, die zur Abgabe eines bestimmten Stroms beim Betrieb im Beharrungszustand erforderlich war, die Hälfte oder weniger als die Spannung, die zur Abgabe desselben Strompegels zu Beginn der Elektrotransport-Abgabe notwendig war.

   Daher waren diese Vorrichtungen gemäss dem Stand der Technik nicht kosteneffektiv, da Spannung in der Spannungsverstärkungsschaltung verschwendet wurde, sobald der Hautwiderstand von seinem anfänglich hohen Wert abnahm. 



  Fig. 4 zeigt ein schematisches Diagramm einer spannungsverstärkenden Elektrotransportschaltung 100 mit einstellbarer Verstärkung, die in Übereinstimmung mit dem erfassten therapeutischen Laststrompegel gemäss der vorliegenden Erfindung eingestellt wird. Dies ermöglicht eine effizientere Verwendung von Batterien und führt zu deutlichen Grössen- und Kostenverringerungen im Vergleich zum soeben beschriebenen Stand der Technik. Die Schaltung 100 enthält eine Stromquelle in Form einer Batterie 102 und eine spannungsregulierte elektrische Kontaktstelle 104, die elektrisch an eine Elektrodenanordnung 108 angeschlossen ist. Die Elektrodenanordnung 108 ist an einem Bereich des Körpers 110 eines Lebewesens durch herkömmliche Mittel, wie Klebstoff, Bänder, Riemen oder dergleichen befestigt.

   Die Körperoberfläche des Lebewesens ist schematisch als variable Widerstandslast Rv dargestellt, um die Schwankungen des Lastwiderstands zu zeigen, die für die Haut typisch sind, wenn durch sie ein elektrischer Strom I1 angelegt wird. 



  Eine Elektrodenanordnung 112 ist auf ähnliche Weise an einem anderen Bereich des Körpers 110 des Lebewesens angebracht. Die Elektrodenanordnung 112 ist an einen Serienstrommesswiderstand 114 angeschlossen. Die Elektroden 108, 112, die Körperoberfläche 110 und der Messwiderstand 114 bilden einen Laststromweg zum Leiten des Laststroms I1. Die Elektrodenanordnungen 108, 112 entsprechen den Kombinationen von Elektroden und Reservoirs 22, 26 und 24, 28, die in Fig. 2 dargestellt sind. Mindestens eine der Elektrodenanordnungen 108, 112 enthält ein therapeutisches Mittel (z.B. ein Arzneimittelsalz) in einer Form (z.B. wässriger Lösung), die für die Elektrotransport-Abgabe in den Körper 110 des Lebewesens geeignet ist. 

 

  Ein Energiespeicherinduktor 118 ist zwischen der Batterie 102 und der Anode der Gleichrichterdiode 120 angeschlossen. Die Kathode der Diode 120 ist mit der spannungsregulierten elektrischen Kontaktstelle 104 verbunden. Ein Siebkondensator 122 ist zwischen der Kontaktstelle 104 und der Systemerde geschaltet. 



  Ein gesteuerter Schalter 124 mit einem Steuereingang 126 weist eine Anschlussklemme 128 auf, die mit der Kontaktstelle der Anode der Diode 120 und dem Induktor 118 verbunden ist, und eine andere Anschlussklemme 130, die an die Systemerde angeschlossen ist. Der Steuereingang 126 kann abwechselnd den Schalter 124 öffnen und schliessen, wodurch eine Verbindung mit geringem Widerstand zwischen den Anschlussklemmen 128 und 130 erzeugt wird, sodass der Induktor 118 über einen niederohmigen Weg mit der Systemerde  verbunden oder von dieser getrennt ist. Der Schalter 124 kann eine elektronische Schaltervorrichtung, wie ein bipoIarer oder FET-Transistor, sein. 



  Eine Steuerschaltung 132 hat einen Steuerausgang 124, der an den Schaltersteuereingang 126 angeschlossen ist. Die Steuerschaltung 132 enthält einen Rückkopplungseingang 133 zur Steuerung des Steuerausgangs 126 und einen Schaltereingang 136. 



  Der Betrieb der einstellbaren Spannungsverstärkungsschaltung 100 wird mit Bezugnahme auf Fig. 5 verständlich. Nach dem Einschalten der Schaltung 100, z.B. durch einen Druckknopfschalter 12, wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Steuerschaltung 132 dazu ausgebildet, zunächst den Eingang 136 mit der Systemerde zu verbinden. Somit kann der Messwiderstand 114 beginnen, Laststrom I1 von der Last 110 zu leiten. 



  Die Steuerschaltung 132 ist so konfiguriert, um dann den Steuerausgang 134 umzuschalten, sodass der Schalter 124 das eine Ende des Induktors 118 für einen Zeitraum T1 mit der Erde verbindet. Im Zeitraum T1 erhöht sich der Induktorstrom Ii, der von der Batterie 102 stammt, auf einen Maximalwert Ip. 



  Am Ende des Zeitraums T1 ändert die Steuerschaltung 132 den Ausgang 134, um den Schaltereingang 126 wieder umzuschalten, sodass der Schalter 124 über einen Zeitraum T2 geöffnet wird. Während T2 strömt der Induktorstrom Ii nicht zur Erde, sondern wird zwangsweise durch die Diode 120 in die elektrische Kontaktstelle 104 geleitet. Der Siebkondensator  122 bildet einen Niedrigimpedanzweg für den Momentanstrom Ii, der dann in der Zeit T2 auf Null abnimmt, während die Spannung an der elektrischen Kontaktstelle 104 durch die Ladung des Kondensators 122 verstärkt wird. 



  Während des Zeitraums T1 speichert der Induktor 118 Energie durch Ladung mit dem Strom Ii. Während des Zeitraums T2 entlädt der Induktor 118 Energie über die Diode 120 in den Siebkondensator 122. Der Induktor 118 überträgt somit Energie von der Batterie 102 in den Kondensator 122 mit geringem Verlust, der nur durch den Abfall der Diode 120 und den vernachlässigbaren Serienwiderstand des Induktors 118, der Batterie 102 und der elektrischen Verbindungen begrenzt ist. Somit ist die Energiequelle für den Laststrom I1 nicht direkt die Batterie 102, sondern vielmehr entweder der Kondensator 122 (d.h. im Zeitraum T1) oder eine Kombination des Kondensators 122 und des Induktors 118 (d.h. im Zeitraum T2). 



  Die Steuerschaltung 132 ist dazu ausgebildet, den T1-, T2 Zyklus endlos zu wiederholen oder, wie nachfolgend beschrieben, anzuhalten. Die Spannung Vw an der Kontaktstelle 104 wird dadurch auf ein einstellbares Vielfaches der Spannung der Batterie 102 verstärkt, abhängig von den Werten der Zeiträume T1 und T2. Die Verstärkung ist somit durch Einstellen der Werte von T1 und T2 einstellbar. 



  Die punktierten Linien in Fig. 5 zeigen fehlende oder verzögerte Impulse an, die durch die Steuerschaltung 132 gesteuert werden. Dies kann eintreten, wenn Impulse nicht für den Ersatz der erschöpften Ladung des Kondensators 122 not wendig sind, z.B., wenn der verlangte therapeutische Strom I1 relativ gering ist. Die punktierten Linien in Fig. 5 zeigen, dass das Steuermittel zur Verstärkung eine Pulsbreitenmodulation (PBM), eine Pulsfrequenzmodulation (PFM), ein Impulsmischen oder eine Kombination davon sein kann. 



  Die einstellbare Arbeitsspannung Vw veranlasst, dass der Laststrom I1 durch die Körperlast 110 des Lebewesens, den Messwiderstand 114 und in den Schaltereingang 136 zur Erde strömt. 



  Der Rückkopplungseingang 133 erfasst die Spannung über dem Messwiderstand 114, die vom Laststrom I1 verursacht wird. Die Steuerschaltung 132 ist dazu ausgebildet, auf den Rückkopplungseingang 133 zur Verstärkung der Arbeitsspannung Vw durch Einstellen der Zeiträume T1 und T2 zu reagieren. Dies erfolgt durch Vergleich der am Eingang 133 erfassten Spannung mit einer eingestellten Referenzspannung in der Steuerschaltung 132. Wenn die am Eingang 133 erfasste Spannung geringer als die Referenzspannung ist, öffnet und schliesst die Steuerschaltung 132 den Schalter 124 bei hoher Frequenz, bis Vw auf den geeigneten Wert verstärkt ist. Je länger der Schalter 124 geschlossen ist (d.h. je länger T1 ist), umso grösser ist im Allgemeinen die Spannung, die im Induktor 118 entwickelt wird und umso grösser ist die Verstärkung.

   Die Spannung der Batterie 102 kann durch den Induktor 118 verstärkt werden. Die Spannung, die im Induktor 118 entwickelt wird, ist gleich dem Induktanzwert (L) multipliziert mit dem Mass, mit dem Strom durch den Induktor strömt: 



  Vind = L (dIi/dt). 



  Somit kommt aus dem Induktor 118 eine höhere Spannung (diese Spannung ist teilweise durch den Induktanzwert des Induktors 118 und teilweise durch das Mass des Stromflusses durch den Induktor 118 bestimmt und durch die Werte von T1 und T2 reguliert) bei einem schwächeren Strom, da die Energie in den Induktor 118 hinein gleich der Energie aus dem Induktor 118 heraus sein muss. 



  Die Steuerschaltung 132 ist zusätzlich derart ausgebildet, dass in Kombination mit den Werten des Induktors 118, dem Wert des Lastwiderstands 110 und dem Kapazitätswert des Kondensators 122 die Zeiträume T1, T2 abhängig von der Spannung an dem Rückkopplungseingang 133 angeordnet sind, sodass der Siebkondensator 122 die Spannung Vw glättet und einstellt, um einen Laststrom I1 eines im Wesentlichen konstanten (Gleich-)Stroms mit vorgegebenem Wert bereitzustellen. 



  Die Elektrodenanordnungen 108 und 112 und somit der Körper 110 des Lebewesens werden nicht, wie bisher gemäss dem Stand der Technik, hohen Spitzenspannungen ausgesetzt, sondern erfahren statt dessen nur den minimalen Spannungswert, der zum Initiieren des gewünschten Laststroms I1 ausreicht. 



  Die Zeiträume T1 und T2 werden mit der Steuerschaltung 132 zur Verstärkung von Vw auf den minimalen Absolutwert eingestellt, um den Laststrom I1 bereitzustellen, sodass ein gewünschter vorbestimmter Wert aufrechterhalten wird. Wenn der Widerstand der Last 110 zu hoch ist, um den vorbestimmten Wert von I1 zu erreichen, ohne dass Vw einen Sicherheitspegel überschreitet, begrenzt eine Spannungsbegren zungsvorrichtung, wie eine Zenerdiode 116, die über den Elektrodenanordnungen 108 und 112 angeschlossen ist, die Spannung, die an die Last 110 angelegt wird. Ein typischer maximaler Sicherheitsbegrenzungswert für Vw ist etwa 24 Volt. Andere Werte der Begrenzungsspannung können durch Zenerdioden 116 mit verschiedenen Durchbruchspannungen oder unter Verwendung anderer Schutzelemente, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, erreicht werden. 



  Sobald der Widerstand der Last 110 in ausreichendem Masse abnimmt, sodass der Laststrom I1 den gewünschten vorbestimmten Wert bei der maximalen Sicherheitsspannung erreichen kann, reagiert die Steuerschaltung 132 auf die Rückkopplung am Rückkopplungseingang 133 und stellt T1 und T2 zur Verstärkung von Vw auf ein Vielfaches ein, das gerade ausreicht, um den Strom auf dem vorbestimmten Pegel zu halten, unabhängig von weiteren Widerstandsabnahmen. 



  Die Arbeitsspannung Vw an der regulierten elektrischen Kontaktstelle 104 wird somit auf ein Vielfaches der Spannung der Batterie 102 verstärkt, das gerade ausreicht, um den Laststrom I1 auf dem vorbestimmten Wert zu halten, solange die Lastspannung geringer als die Begrenzungsspannung ist, die von der Zenerdiode 116 eingestellt wird. 



  Die verlustarme Energieübertragung von der Batterie 102 zur Last 110 und den Kondensator 122 maximiert die Gebrauchsdauer der Batterie 102 bei einer bestimmten Batteriekapazität. Dadurch können kleinere Batterien für ein bestimmtes Therapieschema verwendet werden, oder die Dauer der therapeutischen Behandlung kann bei gleichen Kosten verlängert werden. 



  Der vorbestimmte Strom I1, der über der Last 110 angelegt wird, kann konstant sein oder im Laufe der Zeit schwanken. In jedem Fall ist die Steuerschaltung 132 mit Mitteln versehen, die ein vorbestimmtes anzulegendes Strom-Zeit-Profil erstellen. Dies kann durch in der Technik bekannte Mittel erfolgen, wie einen Differentialkomparator mit einem Eingang, der an den Messwiderstand 114 angeschlossen ist, einer konstanten Referenzspannung, die an den anderen Eingang angeschlossen ist, oder der andere Eingang ist an den Ausgang eines D/A-Wandlers angeschlossen, der von einem getakteten ROM mit einem vorprogrammierten Muster (in Fig. 4 nicht dargestellt) angetrieben wird. 



  Die Schaltung 100 kann auch mit einer Schutzschaltung 138 versehen sein. Die Schutzschaltung 138 hat Hochimpedanz- und Niederimpedanz-Prüffunktionen und enthält einen Eingang 140, der den Spannungsabfall über der Last 110 erfasst und den erfassten Spannungsabfall mit einer voreingestellten Minimalgrenze für diesen vergleicht. Die Schaltung 138 enthält auch einen Eingang 142, der den Strom I1 erfasst, der durch die Last 110 fliesst, und vergleicht den erfassten Strom mit einer voreingestellten Maximalgrenze dafür. Schutzschaltungen, die für eine Impedanzprüfung und einen Abschaltschutz sorgen, sind in der Technik allgemein bekannt. Siehe z.B. die Schutzschaltungen, die in Fig. 1 des US-Patents 4 141 359 von Jacobsen et al. dargestellt sind. 



  Die Schutzschaltung 138 überwacht den Widerstand der Last 110 durch den Spannungseingang 140 und den Stromeingang 142 und schaltet die Spannungsverstärkungsfunktion der Schaltung 100 ab, wenn der Widerstand der Last 110 eine vorbestimmte obere Grenze überschreitet oder unter eine vorbe stimmte untere Grenze fällt. Die Einbeziehung der Schutz- und Abschaltschaltung 138 des Typs, wie im US-Patent 4 141 359 beschrieben, in die Verstärkungsschaltung 100, liegt im Rahmen der Fähigkeit eines Durchschnittsfachmanns in der Elektrotechnik. 



  Bei Gebrauch sind die Elektrodenanordnungen 108 und 112 an der Hautoberfläche 110 durch herkömmliche Mittel befestigt, und der therapeutische Strom wird durch einen Schalter (nicht dargestellt), wie den in Fig. 1 gezeigten Schalter 12, gestartet. Die Steuerschaltung 132 beginnt mit der Steuerung des Ein- und Ausschaltens des Schalters 124. Sich wiederholende Impulse des Induktorstroms Ii werden abwechselnd in den "EIN"-Zeiträumen T1 durch den Schalter 124 zur Erde geladen und während der "AUS"-Zeiträume T2 in den Kondensator 122 entladen. Diese Impulse des Induktorstroms I1 bewirken eine Verstärkung der Spannung Vw mittels eines einstellbaren Verstärkers, indem die "EIN"- und "AUS"-Zeiträume T1,T2 eingestellt werden, bis das Signal zum Rückkopplungseingang 133 anzeigt, dass der Laststrom I1 reguliert ist. 



  Fig. 6 zeigt eine weitere erfindungsgemässe einstellbare Verstärkungsschaltung 200. Die Schaltung 200 enthält eine Batterie 202, einen Induktor 204, eine Diode 206, eine spannungsgesteuerte elektrische Kontaktstelle 207, einen niederohmigen Siebkondensator 208 und Elektrodenanordnungen 210, 212, die durch herkömmliche Mittel an beabstandeten Bereichen des Körpers 213 des Lebewesens befestigt sind. Der Körper 213 des Lebewesens ist schematisch als variabler Lastwiderstand Rv dargestellt, um die Tatsache zu betonen, dass der Widerstand der Last 213 sich mit der Zeit und dem Strom ändert. 



  Zumindest eine der Elektrodenanordnungen 210, 212 enthält ein therapeutisches Mittel in einer Form, die zur Elektrotransport-Abgabe in den Körper 213 des Lebewesens geeignet ist. 



  Die Schaltung 200 enthält einen N-Kanal Feldeffekttransistor-(FET-)Schalter 218 zum Schalten des Induktorstroms Ii einen Induktorstrommesswiderstand 220 und einen Laststrommesswiderstand 214. Die Schaltung enthält auch einen einstellbaren Hochleistungs-Gleichspannungserhöhungsregler 216. Ein bevorzugter Regler 216 ist der Maxim MAX773, hergestellt von Maxim Integrated Products, Inc. Sunnyvale, Kalifornien. 



  Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Schema des MAX773 Reglers 216, das für den Zweck der vorliegenden Erfindung ausreicht. Ein ausführlicheres Schema des MAX773 Reglers findet sich im MAX773 Datenblatt 19-0201; Rev 0; 11; 93, das vom Hersteller erhältlich ist. Der Regler 216 ist eine integrierte Schaltung mit Innenkomponenten, die durch Leiterzüge verbunden sind, welche während der Herstellungsverfahrens der integrierten Schaltung gebildet wurden. Für die elektrische Verbindung mit externen Komponenten sind äussere Anschlüsse herkömmlicher Leiterplatten vorgesehen, wie plattiertes oder abgeschiedenes Kupfer oder andere Leiter, die auf Isoliersubstraten abgeschieden und ausgebildet. sind. Die Verweise auf elektrische Anschlüsse in der vorliegenden Beschreibung sind, wie in Fig. 6 dargestellt, als intern oder extern zu verstehen.

   Die Verweise auf die Komponenten der MAX773-Reglerschaltung sind für den Zweck der Beschreibung der Funktionsweise der Schaltung 216 beispielhaft. Im Gegensatz zu herkömmlichen Pulsfrequenz-(PFM-)Wandlern, die eine Fehlerspannung von einer Spannungsteilerschaltung zur Steuerung der Ausgangsspannung des Wand lers auf einen konstanten Wert verwenden, ist der Regler 216 so angeschlossen, dass er den Messwiderstand 214 zur Erzeugung einer Fehlerspannung zur Steuerung des durchschnittlichen Laststroms I1 verwendet. Der MAX773 arbeitet auch mit hohen Frequenzen (bis zu 300 kHz), wodurch die Verwendung kleiner externer Komponenten möglich ist.

   Der Regler 216 enthält einen Referenzspannungsanschluss 256, einen Erdanschluss 258, einen Erdungsschaltereingang 260, einen Schwellenwerteingang 262 für niedrige Ströme, einen Rückkopplungseingang 264, einen Abschalteingang 266, einen Strommesseingang 268 und einen Leistungsschieneneingang 270. 



  Der Regler 216 enthält auch einen ersten Komparator 230 mit zwei Eingängen und einem Ausgang 231, einen zweiten Komparator 232 mit zwei Eingängen und einem Ausgang 233, eine erste Referenzspannung 242, eine zweite (z.B. 1,5 Volt) Referenzspannung 244, einen dritten Komparator 246 mit zwei Eingängen und einem Ausgang 247, eine PFM/PBM-Antriebsschaltung 240 mit einem Schaltersteuerungsausgang 252 und einem Schaltersteuerungsausgang 254 und einen zweiten N-Kanal-FET-Schalter 250. 



  Die Funktionsweise der Schaltung 200 wird mit Bezugnahme auf Fig. 6 und 7 verständlich. Die Schaltung 200 verwendet den Regler 216 in neuartiger Weise zur Hochleistungsumwandlung der Energie der Batterie 202 in eine einstellbar verstärkte Spannung Vw an der spannungsgesteuerten elektrischen Kontaktstelle 207 und gleichzeitig zur Steuerung des Laststroms I1. 



  Mit Bezugnahme auf Fig. 6 wird gemäss dieser Erfindung ein Teil des Laststroms I1 zu dem Rückkopplungseingang 264 rückgekoppelt. Eine Anschlussklemme des Messwiderstands 214 ist  an den Rückkopplungseingang 264 angeschlossen. Diese Anschlussklemme des Widerstands 214 ist auch an die Elektrodenanordnung 212 für den Empfang des Laststroms I1 angeschlossen. Die andere Anschlussklemme des Widerstands 214 ist an den Eingang 260 des Reglers 216 angeschlossen. Der Eingang 260 ist intern an den Drain des N-Kanal-Schalters 250 angeschlossen. Die Source des Schalters 250 ist an die Systemerde angeschlossen. Das Gate des Schalters 250 ist an den Ausgang 247 des Komparators 246 angeschlossen. Der invertierende Eingang des Komparators 246 ist am Eingangskontakt 262 angeschlossen. Der Eingangskontakt 262 ist an die Systemerde angeschlossen.

   Der nicht-invertierende Eingang des Komparators 246 ist an die Referenzspannung 244 angeschlossen. Die Referenzspannung 244 ist auch an den Referenzspannungskontakt 256 angeschlossen. Der Komparator 246 wird derart betrieben, dass der Ausgang 247 stets hoch ist. Den Schalter 250 betätigt man, um den Eingang 260 mit der Erde zu verbinden, wodurch der Laststrom I1 über den Messwiderstand 214 zur Erde abgeleitet wird. 



  Der Eingang 264 ist an den invertierenden Eingang des Komparators 232 angeschlossen. Der nicht-invertierende Eingang des Komparators 232 ist an die Referenzspannung 244 angeschlossen. Der Ausgang 233 des Komparators 232 ist an die PFM/PBM-Antriebsschaltung 240 angeschlossen. 



  Der Ausgang 231 des Komparators 230 ist an die PFM/PBM-Antriebsschaltung 240 angeschlossen. Der invertierende Eingang des Komparators 230 ist an die Referenzspannung 242 angeschlossen. Der nicht-invertierende Eingang des Komparators 230 ist an den Strommesseingang 268 angeschlossen. Der Eingang 268 ist an eine Anschlussklemme des Induktorstrommesswiderstands 220 angeschlossen. Die andere An schlussklemme des Widerstands 220 ist an die Systemerde angeschlossen. Der Erdungskontakt 258 des Reglers 216 ist auch an die Systemerde angeschlossen. 



  Ein Ausgang der PFM/PBM-Antriebsschaltung 240 ist an den Ausgang 252 angeschlossen. Der Eingang 270 ist an eine Anschlussklemme der Batterie 202 angeschlossen. Die andere Anschlussklemme der Batterie 202 ist an die Systemerde angeschlossen. Ein Ausgang der PFM/PBM-Antriebsschaltung 240 ist an den Ausgang 254 angeschlossen. Die Ausgänge 252 und 254 sind beide an das Gate des externen N-Kanal-Schalters 218 angeschlossen. Der Drain des Schalters 218 ist an einen gemeinsamen Anschluss eines Endes des Energiespeicherinduktors 204 und der Anode der Gleichrichterdiode 206 angeschlossen. Die Source des Schalters 218 ist an eine Anschlussklemme des Induktorstrommesswiderstands 220 angeschlossen, der mit dem Strommesseingang 268 verbunden ist. 



  Die andere Anschlussklemme des Induktors 204 ist an den Leistungsschieneneingang 270 und die Anschlussklemme der Batterie 202 angeschlossen. Ein Siebkondensator 276 ist zwischen dem Eingang 270 und der Erde geschaltet. Ein Siebkondensator 278 ist zwischen dem Spannungskontakt 256 und der Erde geschaltet. Die Siebkondensatoren 276 und 278 haben eine niedere dynamische Impedanz bei den relevanten Impulsfrequenzen. 



  Die Kathode der Diode 206 ist an eine elektrische Kontaktstelle 207 angeschlossen. Die Kontaktstelle 207 ist auch an eine Anschlussklemme eines Siebkondensators 208, die Kathode einer Zenerdiode 280 und die Elektrodenanordnung 210 angeschlossen. Die Anode der Zenerdiode 280 und die andere  Anschlussklemme des Kondensators 208 sind mit der Erde verbunden. Die Kontaktstelle 207 vervollständigt die Schaltung 200, welche die Arbeitsspannung Vw an der Kontaktstelle 207 durch einstellbare Erhöhung der Spannung der Energiequelle, d.h. der Batterie 202, verstärkt. 



  Die Zenerdiode 280 stellt ein Mittel zur Begrenzung der Spitzenspannung über die Elektrodenanordnungen 210 und 212 und somit der Maximalspannung dar, die von der Last 213 des Körpers des Lebewesens stammt. 



  Mit Bezugnahme auf Fig. 6 und 7 wird die Funktionsweise der einstellbaren Spannungsverstärkungsschaltung 200 verständlich. Wenn durch die Batterie 202 Energie an den Eingang 270 angelegt wird und das Eingangssignal 266 den korrekten logischen Pegel aufweist, beginnt der Regler 216 zu arbeiten. Da man den Eingang 262 niedrig hält und der nicht-invertierende Eingang des Komparators 247 z.B. 1,5 Volt von der Referenzspannung 244 ist, wird der Ausgang des Komparators 246 hoch. Bei einer hohen Spannung am Gate des Schalters 250 wird der Eingang 260 vom Drain des Schalters 250 zur Erde geleitet. Dadurch kann der Widerstand 214 den Laststrom I1 von der Elektrodenanordnung 212 empfangen. 



  Wie bei herkömmlichen PFM-Wandlern wird der Schalter 218 erst eingeschaltet, wenn der Spannungskomparator 232 feststellt, dass der Ausgangsstrom nicht reguliert ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen PFM-Wandlern verwendet der MAX773 jedoch die Kombination aus dem Spitzeninduktorstrom-Begrenzungsmesswiderstand 220, der Referenzspannung 242 und dem Komparator 230 gemeinsam mit der maximalen Schalter-"EIN"-Zeit und der minimalen Schalter-"AUS"-Zeit, die durch die PFM/PBM-Betriebsschaltung 240 erzeugt werden; es gibt  keinen Oszillator. Die typische maximale Schalter-"EIN"-Zeit T1 beträgt 16 Mikrosekunden. Die typische minimale Schalter-"AUS"-Zeit T2 beträgt 2,3 Mikrosekunden. 



  Sobald der Schalter 218 ausgeschaltet ist, hält ihn die minimale "AUS"-Zeit über einen Zeitraum T2 ausgeschaltet. Nach dieser Minimalzeit bleibt der Schalter 218 entweder (1) ausgeschaltet, wenn der Ausgangsstrom I1 reguliert ist, oder (2) schaltet sich wieder ein, wenn der Ausgangsstrom I1 nicht reguliert ist. 



  Während der Schalter 218 ausgeschaltet ist, strömt der Induktorstrom Ii durch die Diode 206 in den Kondensator 208 bei der Kontaktstelle 207 und füllt die Ladung wieder auf, die durch die Last 213 entnommen wurde. Es ist ersichtlich, dass dieses Verfahren zum Umschalten des Ladestroms Ii eine einstellbare Verstärkung der Spannung der Batterie 202 auf eine Arbeitsspannung Vw bei der Kontaktstelle 207 ermöglicht, die gerade zur Lieferung des gewünschten Konstantstroms I1 ausreicht. Die vom Induktor 204 abgegebene Spitzenspannung ist gerade jene, die zur Überwindung des Diodeabfalls der Diode 206 und der Arbeitsspannung Vw erforderlich ist, und somit wird der Energieverlust von der Batterie 202 auf ein Minimum reduziert. 



  Die Reglerschaltung 216 ermöglicht, dass die Schaltung 200 in einem kontinuierlichen Leitungsmodus (KLM) arbeitet, während eine Hochleistung bei hohen Belastungen aufrechterhalten wird. Wenn der Leistungsschalter 218 eingeschaltet wird, bleibt er eingeschaltet, bis ihn entweder (1) die maximale "EIN"-Zeit ausschaltet (für gewöhnlich 16 Mikrosekunden später), oder (2) der Induktorstrom Ii die Spitzenstromgrenze Ip erreicht, die vom Induktorstrom-Begren zungswiderstand 220, der Referenzspannung 242 und dem Komparator 230 eingestellt wird. In diesem Fall ist die "EIN"-Zeit kürzer als die maximale "EIN"-Zeit T1. Die Begrenzung des Spitzeninduktorstroms auf ein vorgegebenes Maximum Ip vermeidet die Sättigung des Induktors 204 und ermöglicht die Verwendung kleinerer Induktorwerte und somit kleinerer Bauelemente. 



  Wenn der durchschnittliche Laststrom I1 unter dem gewünschten Wert liegt, der durch den Wert Vref der Referenzspannung 244 und den Widerstandswert Rs des Messwiderstands 214 durch das Verhältnis 



  Vref  > I1 . Rs
 



  eingestellt ist, stellt die PFM/PBM-Betriebsschaltung 240 automatisch die "EIN"-Zeit T1 und die "AUS"-Zeit T2 ein und schaltet abwechselnd den Schalter 218 ein und aus, bis der Laststrom I1 reguliert ist. 



  Der Betrieb der einstellbaren Verstärkungsschaltung 200 kann durch den Anschluss des Abschalteingangs 266 auf einen logischen hohen Pegel durch Schalter, wie den in Fig. 1 dargestellten Schalter 12, ausgelöst werden. Wenn ein Abschalteingang 266 hoch ist, tritt die MAX773 Schaltung in einen Abschaltmodus. In diesem Modus wird die interne Vorspannschaltung ausgeschaltet (einschliesslich der Referenz), der Schalter 250 gelangt in einen Hochimpedanzzustand und die Arbeitsspannung Vw fällt auf einen Diodenabfall unter der Spannung der Batterie 202 (aufgrund des Gleichstromwegs durch den Induktor 204 von der Batterie 202 zu der Elektrodenanordnung 210). Der Versorgungsstrom von der Batterie 202 wird gleich Vw/I1. Es ist jedoch kein Stromweg beim Hochim pedanzzustand des Schalters 250 verfügbar, und der Laststrom I1 ist Null. 



  In anderen erfindungsgemässen Ausführungsbeispielen kann der Strom I1 so programmiert sein, dass er einem vorbestimmten Profil folgt, indem der Wert des Laststrommesswiderstands 214 programmiert wird. Der Wert des Widerstands 214 kann programmiert werden, indem zusätzliche Widerstände parallel oder in Serie zum Laststrom I1 geschaltet werden. Solche Steuerschalter sind in der Technik allgemein bekannt. 



  Fig. 8 zeigt ein schematisches Diagramm einer Elektrotransport-Vorrichtung 300 mit einer alternativen Spannungsverstärkungsschaltung. Die Vorrichtung 300 hat im Gegensatz zu den Vorrichtungen 10 und 10 min , die in Fig. 1 und 2 dargestellt sind, einen wiederverwendbaren Regler 302, der dazu ausgebildet ist, separat der Reihe nach an jeweils eine einer Mehrzahl von vorzugsweise wegwerfbaren Arzneimitteleinheiten 304, die zum einmaligen Gebrauch bestimmt sind, gekoppelt zu werden. Die Wegwerf-Arzneimitteleinheit 304 ist an der Körperoberfläche eines Lebewesens (z.B. eines Menschen), wie an der Haut 306, die schematisch in Fig. 8 dargestellt ist, befestigt, und wirkt als Widerstand mit variablem Lastwiderstand R1.

   Die Arzneimitteleinheit 304 weist ein Paar Elektroden auf (d.h. eine anodische Elektrode 308 und eine kathodische Elektrode 310), von welchen mindestens eine ein therapeutisches Mittel enthält, das durch die Haut 306 mittels Elektrotransports abzugeben ist. Die Arzneimitteleinheit 304 und der Regler 302 können mechanisch und elektrisch durch ein Paar metallische Schnappverbinder 336, 338 verbunden sein. Somit wird der Elektrotransport-Laststrom I1 der Arzneimitteleinheit 304 und dem  Körper des Patienten über die leitenden Schnappverbinder 336, 338 zugeführt. 



  Der Regler 302 enthält zwei Schaltungsteile; eine Spannungverstärkungsschaltung 312 zum Verstärken einer Versorgungsspannung V+ die durch die Stromquelle (z.B. eine Batterie) 318 bereitgestellt wird, auf eine Arbeitsspannung VW und eine Schwachlastspannungs-Stromableitschaltung 314. Wenn die Spannung Vw am Lastwiderstand R1 hoch ist, d.h., wenn Vw grösser V+ minus der Diodenspannung Vd (abgefallen über der Seriendiode 315) ist, liefert die Spannungsverstärkungsschaltung 312 Energie zur Last 306 über den Induktor 320 und die Diode 315, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. 



  Wenn der Lastwiderstand R1 auf einen niederen Wert abnimmt, sodass 



  [(I1 . R1) + Vref] < (V+ - Vd),
 



  wechselt die Steuerung des Laststroms I1 zur Stromableitschaltung 314, die es ermöglicht, dass der Regler 302 bei geringerem Hautwiderstand (R1) mit verbesserter Leistung im Vergleich zu den in Fig. 4 und Fig. 6 beschriebenen Schaltungen arbeitet. 



  Der Betrieb der Spannungsverstärkungsschaltung 312 im Zusammenwirken mit der Stromableitschaltung 314 kann in Verbindung mit der Verwendung eines beispielhaften PFM/PBM-Reglers 322 beschrieben werden. Ein repräsentatives Beispiel für einen solchen Regler 322 ist der MAX771, der von Maxim Integrated Products, Inc., Sunnyvale, Kalifornien, erhältlich ist, obwohl auch andere PFM/PBM-Schaltregler, die in der Technik verfügbar sind, verwendet werden können. 



  Die Stromquelle 318 ist für gewöhnlich eine Batterie mit einer Plus- und Minus-Anschlussklemme. Die Plus-Anschlussklemme V+ ist mit dem Energieeingangskontakt 323 an der Schaltung 322 und an eine Anschlussklemme des Induktors 320 verbunden. Die Minus-Anschlussklemme der Batterie 318 ist an die Systemerde angeschlossen. 



  Die andere Anschlussklemme des Induktors 320 ist an die Kontaktstelle der Anode der Diode 315 und den Drain 324 eines N-Kanal-Schalters 326 angeschlossen. 



  Die Source des Schalters 326 ist an eine Anschlussklemme eines Spitzenstrommesswiderstands 328 angeschlossen. Die andere Anschlussklemme des Widerstands 328 ist an die Systemerde angeschlossen. Das Gate des Schalters 326 ist an einen Schaltersteuerausgang 330 der Schaltung 322 angeschlossen. 



  Ein Messeingang 332 der Schaltung 322 ist auch an die Kontaktstelle zwischen der Source des Schalters 326 und einer Anschlussklemme des Spitzenstrommesswiderstands 328 angeschlossen. 



  Die Kathode der Diode 315 ist an eine Anschlussklemme eines Siebkondensators 334 angeschlossen. Die andere Anschlussklemme des Kondensators 334 ist an die Systemerde angeschlossen. Die Anschlüsse des Kondensators 334 und der Kathode der Diode 315 sind durch Schnappverbinder 336 mit der anodischen Elektrode 308 verbunden und so in Kontakt mit der Haut 306 des Patienten. Die kathodische Elektrode 310 befindet sich auch mit der Haut 306 des Patienten in Kontakt und ist an den Schnappverbinder 338 angeschlossen. 



  Der Schnappverbinder 338 ist an den Drain eines zweiten N-Kanal-Transistors 340 mit einem Gate und einer Source angeschlossen. Der Drain und die Source des Transistors 340 sind in Serie angeschlossen und bilden einen Teil der Stromableitschaltung 314, welche den Laststrom I1 empfängt. Die Source des Transistors 340 ist an eine Anschlussklemme eines ersten Laststrom-Sourcewiderstands 342 mit einem Widerstandswert R2 angeschlossen. Die andere Anschlussklemme des Widerstands 342 ist an einen zweiten Laststrom-Sourcewiderstand 344 mit einem Widerstandswert R3 angeschlossen. Die andere Anschlussklemme des Widerstands 344 ist mit der Systemerde verbunden. 

 

  Die Kontaktstelle des Widerstands 342 und des Widerstands 344 sind mit dem invertierenden Eingang eines Hochimpedanz-Differentialoperationsverstärkers 346 mit zwei Eingängen verbunden, der eine hohe Spannungsverstärkung Av aufweist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 346 ist an das Gate des Transistors 340 angeschlossen. Der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers 346 ist an einen Referenzspannungsausgang 348 (Vref) der Schaltung 322 angeschlossen. 



  Die Kontaktstelle der Source des Transistors 340 und die eine Anschlussklemme des Widerstands 342 sind an einen Rückkopplungseingang 350 (FB) der Schaltung 322 angeschlossen, um für die Steuerung des Laststroms I1 durch den Patienten zu sorgen. 



  Der Betrieb der Schaltung 302 kann nach zwei Schemen betrachtet werden: 



  (i) wenn der Hautwiderstand R1 hoch ist, und 



  (ii) wenn der Hautwiderstand R1 gering ist. 



  Der Betrieb in Schema (i) ist wie folgt. Wenn der Hautwiderstand R1 hoch ist, sodass 



  [(I1 . R1) + Vref] > (V+ - Vd),
 



  wird der Strom I1 von der Schaltung 322 gesteuert. Es gibt eine Rückkopplung der Spannung an der einen Anschlussklemme des Laststrommesswiderstands 342, der an den Eingang 350 angeschlossen ist. Die Schaltung 322 vergleicht die Spannung am Eingang 350 mit der Spannung am Vref-Eingang 348 und stellt die Schaltrate und Impulsbreite des Ausgangs 330 so ein, dass abwechselnd der Induktor 320 mit Strom Ii geladen und über die Diode 315 in den Kondensator 334 entladen wird, bis die Rückkopplungsspannung am Eingang 350 (Laststrom I1 multipliziert mit der Summe von (R2+R3), d.h. der Summe der Widerstandswerte der Rückkopplungswiderstände 342 und 344) gleich der Vref-Spannung 348 ist. 



  Der Wert der Widerstände 342 und 344, der Verstärkung Av des Operationsverstärkers 346 und der Wert von Vref am Ausgang 348 werden so gewählt, dass beim gewünschten Laststrom I1 der Unterschied zwischen der Spannung Vref am Ausgang 348 und der Rückkopplungsspannung an der Kontaktstelle des Widerstands 342 und des Widerstands 344 zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 346 dazu führt, dass der Ausgang des Operationsverstärkers 346 das Gate des Transistorschalters 340 ausreichend versorgt, sodass es vollständig eingeschaltet ist. 



  Ein Teil der Rückkopplungsspannung über die Widerstände 342, 344 wird zum invertierenden Eingang des Operations verstärkers 346 rückgekoppelt. Das Verhältnis der Widerstandswerte R2  : (R2+R3) und der Verstärkung Av des Operationsverstärkers 346 wird so gewählt, dass der Ausgang des Operationsverstärkers 346 den Transistorschalter 340 in einen Niedrigimpedanzzustand steuert, sodass er im Wesentlichen in Bezug auf den Widerstand 344 keinen Widerstand darstellt. 



  Wenn daher der Durchschnittswert von I1 zu gering ist, d.h., wenn I1 mulitpliziert mit (R2+R3) geringer als Vref 348 ist, veranlasst der Rückkopplungseingang 350 in Kombination mit dem Spitzenstrommesswiderstand 328 den Schalterausgang 330, bei einem Mass und einer Impulsbreite umzuschalten, die ausreicht, um den Induktor 320 mit Strom Ii zu laden und zu entladen, sodass der Durchschnittsstrom I1 durch die Haut 306 reguliert ist, ohne den Induktor 320 zu sättigen. 



  Die Schaltung 322 dient der Begrenzung von Ii auf einen Spitzenstrom, sodass der Induktor 320 nicht gesättigt wird, indem die Spitzenspannung über dem Widerstand 328 gemessen und die eingeschaltete Impulsbreite des Transistors 326 begrenzt wird. 



  Der Betrieb in Schema (ii) wird andererseits von der Stromableitschaltung 314 wie folgt reguliert. Wenn der Hautwiderstand R1 des Patienten zu einem niederen Wert tendiert, sodass 



  [(I1 . R1) + Vref] < (V+ - Vd),
 



  wird der Strom I1 nicht durch den Hautwiderstand R1 begrenzt und nimmt zu. 



  Während sich R1 dem Wert Null nähert, steigt I1 an, begrenzt durch den Wert Spannung V+ dividiert durch den Serienwiderstand der Widerstände 342, 344 und den Widerstand des Transistors 340. 



  Eine Zunahme von I1 steuert die Spannung an der Source des Transistors 340 positiv, bis der Rückkopplungseingang 350 bewirkt, dass die Verstärkungsschaltung die Kontrolle über den Laststrom I1 verliert, da die Schaltung 322 den Schalter 326 nicht umschalten muss, um den Laststrom I1 zu erhalten. 



  In der Schaltung von Fig. 8 sind die Widerstände 342 und 344 so gewählt, dass das Verhältnis von R3 : (R2 +R3) ausreichend nahe 1 ist, d.h. der Widerstandswert R2 ist viel kleiner als der Widerstandswert R3 (z.B. R2 = 3 Ohm; R3 = 1,5 kOhm). Wenn in Schema (ii) I1 zunimmt und die Spannung über dem Widerstand R3 steigt, nimmt der Spannungsunterschied an den Eingängen zum Operationsverstärker 346 ausreichend ab, sodass der Ausgang des Operationsverstärkers 346 veranlasst wird, die Spannung am Gate des Transistors 340 zu senken. 



  Der Transistor 340 verlässt dann den gesättigten Zustand und beginnt in Serie mit R2 und R3, eine veränderliche Impedanz zu präsentieren. Die Transistorimpedanz schwankt, wobei sie von dem Operationsverstärker 346 und den Eingängen, Vref und dem Teil der negativen Rückkopplungsspannung (d.h. der Rückkopplungsspannung zum Operationsverstärker 346, wobei die Rückkopplungsspannung gleich dem Laststrom multipliziert mit dem Widerstandswert R3 ist, also I1 . R3) reguliert wird. Die Schwankung der zusätzlichen Impedanz, die vom Transistor  340 bereitgestellt wird, verhindert die Neigung von I1, weiterhin zu steigen. 



  Die Verstärkung Av des Operationsverstärkers 346 und das Verhältnis R3 : (R2+R3) werden so gewählt, dass der Unterschied zwischen dem Strom I1 in Schema (i) und Schema (ii) ausreichend gering ist. Ein Operationsverstärker mit einer Verstärkung von mehr als 1000 und ein Widerstand R2 von 3 Ohm und ein Widerstand R3 von 1,5 kOhm haben einen Unterschied von viel weniger als 5%. Zuvor wurde diese Situation mit zusätzlicher Steuerlogik (d.h. einem Mikroprozessor), Widerständen und Schaltern gelöst. Die Logik diente dem Erfassen einer "Unterversorgungs-Spannungssituation" und schaltete einen Widerstand in Serie zur Last 306, sodass die Verstärkungsschaltung 312 wieder eingeschaltet wurde, um die Stromsteuerung wieder herzustellen.

   Das Hinzufügen eines Mikroprozessors und anderer Bauelemente erhöht die Kosten und die weitere Stromaufnahme für den Betrieb, wodurch die Effizienz verringert wird. Es ist auch weniger effizient, die Verstärkungsschaltung 312 kontinuierlich zu betreiben, wenn dies nicht notwendig ist. Dies wird zu einem noch wichtigeren Faktor, wenn die Versorgungsspannung grösser ist. 



  Die Stromableitschaltung 314 in Kombination mit der Verstärkungsschaltung 312 stellt ein einfaches, kostengünstiges, elektrisch effizientes und effektives Mittel zur Steuerung des therapeutischen Stroms I1 auf einen vernünftigen konstanten Wert über einen sehr grossen Bereich des Hautwiderstands R1 dar. 



  Die zusätzliche Impedanz, die durch den Transistor 340 in Schema (ii) dargestellt ist, könnte von jeder anderen akti ven Vorrichtung, wie einem P-Kanal-Transistor oder einem bipolaren PNP- oder NPN-Transistor oder dergleichen, bereitgestellt werden. Die Strommessung könnte von einem Hall-Effekt-Sensor oder einer anderen magnetischen Messvorrichtung, wie einem Schaltstromabtast-Transformator, durchgeführt werden. Eine geeignete Rückkopplungsverstärkung könnte auch von einzelnen Transistoren und Widerstands-, Kondensatorschaltungen, die in einen Differentialverstärker eingebaut sind, erzeugt werden, die dem Fachmann allgemein bekannt sind. 



  Diese Erfindung wurde zwar insbesondere mit Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben, die insgesamt die vorteilhafteste Lösung darstellen, die den Erfindern bekannt ist, aber es könnten viele Änderungen vorgenommen und somit viele alternative Ausführungsbeispiele abgeleitet werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Ergo wird der Umfang der Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt. 

Claims (21)

1. Elektrotransport-Vorrichtung (10) zur Abgabe eines therapeutischen Mittels durch eine Körperoberfläche (110) eines Lebewesens, wobei die Vorrichtung (10) eine elektrische Stromquelle (32) mit einer Ausgangsspannung und zwei Elektroden (22, 26 und 24, 28) zum Anlegen eines Elektrotransport-Stroms (Ii) durch die Körperoberfläche (110) aufweist; und die Vorrichtung (10) einen Erhöhungs-Schaltregler (132, 216, 322) zum Verstärken der Stromquellen-Ausgangsspannung auf eine Arbeitsspannung (Vw) umfasst, die man nutzt, um einen Elektrotransport-Strom (Ii) durch die Körperoberfläche (110) des Lebewesens zu leiten;

sowie ein Körperoberflächen-Parametersensor vorgesehen ist, wobei der Sensor zum Messen eines Parameters der Körperoberfläche dient, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus dem elektrischen Widerstand (Rv) der Körperoberfläche (110), dem Spannungsabfall (VR) über der Körperoberfläche (110) und dem Elektrotransport-Strom (Ii), der durch die Körperoberfläche (110) angelegt ist, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch eine Einstellvorrichtung (214) zum Einstellen des Steuerausgangs des Erhöhungs-Schaltreglers und somit der Arbeitsspannung (vw) in Abhängigkeit vom erfassten Parameter der Körperoberfläche.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stromquelle (102) eine Gleichstromquelle umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stromquelle (102) eine Batterie umfasst.

4.

Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Steuerausgang eingestellt ist, um den Elektrotransport-Strom (Ii) konstant zu halten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Steuerausgang eingestellt ist, um einen Elektrotransport-Strom (Ii) mit einem vorbestimmten Strom-Zeit-Profil anzulegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erfasste Parameter der Körperoberfläche der Elektrotransport-Strom (Ii) ist, der durch die Körperoberfläche (110) des Lebewesens angelegt ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erfasste Parameter der Körperoberfläche der elektrische Widerstand (Rv) der Körperoberfläche (110) des Lebewesens ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Körperoberfläche (110) des Lebewesens die Haut und der Parameter der Körperoberfläche der Hautwiderstand (Rv) ist.

9.

Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Arbeitsspannung (Vw) auf einen Minimalwert eingestellt ist, der zum Aufrechterhalten des Elektrotransport-Stroms (Ii) bei einem bestimmten Pegel notwendig ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, die einen ersten gesteuerten Schalter (132, 124, 134, 126, 128) für den Anschluss eines Induktors (118) an die Stromquelle (102) über einen ersten Zeitraum (T1) umfasst, wodurch der Induktor (118) auf einen Spitzenmomentanstrom (Ip) ladbar ist; und ein zweiter gesteuerter Schalter (124, 126, 128, 132, 134) zum Entladen des Stroms im Induktor (118) über einen zweiten Zeitraum (T2) durch eine Einweg-Gleichrichtervorrichtung (120) in einen Siebkondensator (122).

11.

Vorrichtung nach Anspruch 10, die einen Sensor zum Erfassen des Spitzenmomentan-Induktorstroms (Ip) und eine Begrenzungsvorrichtung zum Begrenzen des Spitzenmomentan-Induktorstroms zur Vermeidung einer Sättigung des Induktors (118) umfasst.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, die einen Zeitgeber (132) zur Begrenzung des ersten Zeitraums (T1) umfasst.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, die einen Zeitgeber (132) zum Einstellen des zweiten Zeitraums (T2) umfasst.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Laststromableitvorrichtung (340, 342, 344, 346, 348) zum Aufrechterhalten des Elektrotransport-Stroms umfasst, wenn der Spannungsabfall (Vw) über den Elektroden (308, 310) geringer als die Ausgangsspannung (V+) ist.

15.

Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Erhöhungs-Schaltregler die Ausgangsspannung (V+) ausreichend auf eine Arbeitsspannung (Vw) verstärkt, um den Elektrotransport-Strom (I1) nur durch die Körperoberfläche (306) eines Lebewesens zu leiten, wenn der Lastwiderstand (R1) ausreichend gross ist, sodass der Spannungsabfall (Vw) über den Elektroden (308, 310) die Versorgungsspannung (V+) übersteigt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Erhöhungs-Schaltregler auf eine Strommessvorrichtung reagiert.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Stromableitvorrichtung einen Strommesswiderstand (344) in Serie mit dem Laststrom (I1) umfasst.

18.

Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Stromableitvorrichtung einen Transistor (340) mit Drain und einer Source in Serie mit dem Laststrom (I1) umfasst, wobei der Transistor (340) ein Gate aufweist, das eine Schwankung der Impedanz zwischen Drain und Source hervorruft, und die Schwankung vom Laststrom (I1) abhängt; sowie ein Operationsverstärker (346) vorgesehen ist, dessen erster Eingang am Ausgang einer Strommessvorrichtung (344) und dessen zweiter Eingang an eine Referenzspannung (348) angeschlossen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der genannte Sensor einen in Serie mit der Körperoberfläche des Lebewesens schaltbaren Lastwiderstand umfasst und der durch die Körperoberfläche des Lebewesens zu leitende Elektrotransport-Strom durch Messung der Spannung über genanntem Lastwiderstand oder den durch diesen hindurch fliessenden Strom vorbestimmt ist.

20.

Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der bestimmte Pegel feststehend vorbestimmt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der bestimmte Pegel zeitvariabel ist, der einem vorbestimmten Strom-Zeit-Profil folgt.