NO315547B1 - Medisinsk plaster - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår påvirkning, fortrinnsvis terapeutisk sådan, av vev i et levende vesen, fra utsiden av huden, og mer spesielt er oppfinnelsen rettet mot en medisinsk plasteranordning eller et medisinsk plastersystem som er i stand til å avgi mekanisk vibrasjonsenergi til kroppsvev fra hudens utside.

Kroppsvevet kan omfatte hudvev (sårområder), muskelvev, kjertler, benvev og indre organer, hjernen ikke unntatt. Med "kropp" skal forstås levende dyre- og menneskekropper, eventuelt også planter.

Man ser for seg for eksempel påvirkning av bukspyttkjertel, muskel-stimulerende og lindrende anvendelser, fotsoneterapi, hudsårbehandling etc. ved bruk av plasteret/plastersystemet ifølge oppfinnelsen.

Det er tidligere kjent klebelapper for oppfanging av elektriske signaler fra levende vev og organer, jfr. vanlig EKG-utstyr, men dette angår for det første mottaking av energi, ikke avgivelse, og for det andre mottaking bare av elektriske signaler.

Fra WO 9962402 er kjent en anordning for overvåkning av utvidelse av et indre organ, hvor det benyttes akustiske signaler som avgis fra en piezoelektrisk enhet. Anordningen som inneholder den piezoelektriske enheten, kan festes for eksempel med et separat plaster, eller den piezoelektriske enheten kan rommes i en eske med klebelag på den side som vender mot pasientens hud. Anordningen er imidlertid ikke for terapi eller stimulans.

Videre er det kjent, fra US 5,904,659, en anordning som avgir ultralydenergi i terapeutisk hensikt, og som i en utgave benytter en piezoelektrisk vibra-sjonsenhet. Denne publikasjonen oppviser imidlertid bare konvensjonell festeteknikk med for eksempel remfeste eller med vanlig plasterfesting, dvs. man kleber heftplaster utenpå anordningen og til pasientens omkringliggende hud.

Endelig oppviser tysk Offenlegungsschrift DE 3221145 en piezoelektrisk transduser av tynn, båndliknende type og med et påført klebelag, til bruk ved medisinsk ekkografi, svangerskapsundersøkelser og lignende. Denne antatt nærmestliggende kjente teknikk er imidlertid ikke ment for terapi eller stimulans, og benytter således bare nivåer av ultralydenergi egnet for ikke-påvirkende undersøkelse.

Det er behov for et enklere og mer pasientvennlig utstyr for terapeutisk påvirkning med mekaniske vibrasjoner, enn det som til nå foreligger. Herværende oppfinnelse er tilveiebrakt i denne hensikt, og omfatter en anordning slik som definert i det vedføyde patentkrav 1, og et medisinsk plastersystem slik som definert i det vedføyde patentkrav 10. Fordelaktige utførelsesformer av de to aspektene av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkravene, og av den etterfølgende beskrivelse.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives i nærmere detalj ved gjennom-gang av utførelseseksempler og med henvisning til de vedføyde tegningene, hvor

fig. 1 viser, som skissemessig tverrsnitt, en grunnleggende utførelsesform av en anordning ifølge oppfinnelsen, hvor anordningens forskjellige lag vises på utspilt form, innbefattende en piezoelektrisk enhet,

fig. 2 viser, på samme form som i fig. 1, en utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen, med egen energiseringskrets innlagt,

fig. 3 viser på tilsvarende måte en utførelsesform hvor en innlagt energiseringskrets har utgående forbindelsesledninger,

fig. 4 viser på tilsvarende måte en utførelsesform hvor en innlagt energiseringskrets har antenne for utveksling av styringssignaler,

fig. 5 viser på tilsvarende måte en utførelsesform med en bakmasse innlagt bak en piezoelektrisk enhet,

fig. 6 viser på tilsvarende måte en utførelsesform med en kontaktgel som et ekstra frontlag,

fig. 7 viser på tilsvarende måte den grunnleggende utførelsesformen i fig. 1 med et fjernbart beskyttelsesark som frontlag,

fig. 8 viser en mer praktisk utformet utførelsesform av en anordning ifølge oppfinnelsen, hovedsakelig i henhold til en kombinasjon av fig. 2 og fig. 5, i riss ovenfra/utenfra og i snitt fra siden,

fig. 9 viser tre slike plasteranordninger som vist i fig. 8, som et innbyrdes ledningsforbundet plastersystem ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 10 viser, lag for lag og både i riss ovenfra og fra siden, en ytterligere utførelsesform av en anordning i henhold til oppfinnelsen,

fig. 11, 12 og 13 viser eksempler på plastersystemer ifølge oppfinnelsen,

fig. 14 viser et eksempel på et drivfrekvens-mønster som påtrykkes den piezoelektriske enheten i en plasteranordning ifølge oppfinnelsen, og

fig. 15 viser eksempel på spenningssving i tilfellet som illustreres i fig. 14.

Med henvisning til fig. 1 beskrives en enkel og grunnleggende utførelses-form av oppfinnelsen, idet man som utgangspunkt tar for seg et vanlig, velkjent medisinsk plaster (heftplaster) som består av et baklag 1 av tekstilstoff eller plast, og et frontlag 5 som er en klebende masse av kjent type. I henhold til en enkel utførelsesform av oppfinnelsen er så en piezoelektrisk folie 4 lagt mellom de to nevnte lagene. For å virke, må denne folien få tilført elektrisk spenning, dvs. for å avgi mekanisk vibrasjon, må det tilføres en tidsvarierende spenning til de to sidene av folien, og tilførselsledninger 9 er vist å stikke ut fra enden av plasteret. En ytre, ikke vist energiseringskrets kan koples til disse ledningene 9 for å aktivere folien 4. Tilkoplingen til selve folien 4 vises bare skjematisk, spesielle ledningsmønstre/ metalliseringer på begge sider av folien 4 benyttes for å oppnå forskjellige vibrasjonsmodi, men det gås ikke nærmere inn på dette her. Slik metallisering og ledningstilførsef kan lages svært tynn og foltelignende, slik at anordningen ikke behøver å bygge særlig i tykkelse/høyde, men kan ligne på en vanlig plaster.

Det bemerkes imidlertid samtidig at slike betraktninger ikke skal utgjøre noen begrensning av oppfinnelsen, som også omfatter plastre hvor visse deler som vil bli nevnt etter hvert i det følgende, bygger en del utover/oppover, slik at for eksempel sentrale deler eller kantdeler av plasteret vil være "tykke".

I tilknytning til dette skal det også nevnes at selve den piezoelektriske folien 4 kan erstattes av andre piezoelektriske enheter, for eksempel bimorf-elementer, som da også kan resultere i tykkere plasterutgaver. I de foretrukne utformer som illustreres her, benyttes imidlertid polymerfolie.

Utførelsesformen i fig. 1 er avhengig av en ekstern energiseringskrets, men i fig. 2 vises en utførelsesform av selvforsynt type. Dette påvirkningsplasteret har, som erstatning for de utgående ledningene 9 i fig. 1, en egen energiseringskrets 2, som også innbefatter en energikilde (et batteri). Tilførselsledninger 8 går således bare mellom kretsen 2 og folien 4. Styring av energiseringen foregår fortrinnsvis i henhold til intern forhåndsprogrammering i en mikrokrets som inngår i energiseringskretsen. Hensiktsmessig startes prosessen når plasteret settes på det aktuelle hudområdet, enten ved fingerbetjent aktivering av en (ikke vist) mikro-svitsj, eller hensiktsmessig automatisk ved at et dekklag over klebemassen 5 blir fjernet (se dekklag 7 i fig. 7). Dekklaget kan f.eks. på enkel måte ha en isolerende kant som er brettet inn mellom to fjærende ledere nær batteriet, slik at batteriet koples til og starter prosessen når dekklaget nappes bort.

Energiseringskretsen 2 som vises som en hovedsakelig flat enhet, men med en viss tykkelse i forhold til for eksempel den foretrukne piezofolien 4, er bare vist skjematisk, og er ment å omfatte for eksempel slike elementer som vises i fig. 8, nemlig en mikroprosessor, et batteri og eventuelt en spesial-kondensator for opplading til høy spenning. Med dagens teknologi kan man forøvrig se for seg at mikroprosessorkretser og kondensator lages i tilnærmet folieform, slik at tykkelsen kan gjøres svært liten også her. (Med folieformet energiseringskrets 2 kan man dertil oppnå at behovet for ledningene 8 forsvinner, dvs. foliene 2 og 4 kan da nærmest integreres til ett sammenhengende blad.) Et batteri vil med dagens teknologi oftest ha en viss tykkelse, men oppfinnelsen setter ingen begrensninger her.

Fig. 3 viser en variant med en innebygget energiseringskrets 2, men med utgående ledninger 9, i følgende mulige hensikter: a) tilførsel av effekt fra et annet plaster med batteri, eller fra en ekstern kraftforsyningsenhet, b) overføring av effekt fra plasterets eget batteri til et annet plaster, c) tilførsel av styrings- eller synkroniseringssignal fra annet plasters energiseringskrets ("overordnet" energiseringskrets), eller fra ekstern driftsstyreenhet (som kan være samme enhet som ovennevnte kraftforsyningsenhet), d) overføring av styrings- eller synkroniseringssignal til et annet plaster (som da er "underordnet"). De her nevnte trekkene kan for øvrig kombineres, dvs, samtidig tilførsel av driftseffekt for energiseringskretsen, dvs. for drift av mikroprosessor og for opplading av kondensator, og tilførsel av styringssignaler for synkronisert avfyring av piezopulser.

I fig. 4 fremgår en variant hvor energiseringskretsen 2 er selvforsynt med hensyn på energi, dvs. den har batteri, men en antenne 10 sørger for trådløs mottaking av styringssignaler utenfra, eller den er en sendeantenne for utsendelse av styringssignal for synkronisering av andre, nært anbrakte plastre som har mottakerantenner. De øvrige elementene i plasteret gjentas fra ovenstående tegninger.

I fig. 5 vises et medisinsk plaster av samme type som i fig. 1, men her er det innlagt en bakmasse 3, som har som hovedfunksjon å sørge for at mer av den utstrålte energien fra piezoelementet stråler "nedover", dvs. inn i huden og ikke ut i motsatt retning. Derfor må bakmassen 3 være av høyere densitet enn folien 4, og den bør være minst ti ganger så tykk som folien. En standard-tykkelse for piezoelektrisk folie er 28 pm, og med slik folie 4 bør altså bakmassen ha tykkelse på minst ca. 0,3 mm.

I fig. 5 er for øvrig bakmassen 3 forsøkt tegnet med gradvis avtakende tykkelse inn mot midten fra begge kanter (altså > 0,3 mm på midten), dette fordi en parabolsk fasong, som selve den piezoelektriske folien 4 da ligger an mot, vil bevirke en viss fokusering av utstrålt energi inn i det underliggende vevet. Selvfølgelig vil en slik variant av plasteret ifølge oppfinnelsen gi et noe stivere plaster, men det legges her ingen begrensning på de sideveis dimensjoner. Således kan slike bakmasser være seksjonerte og slik at folien føyer seg inn i flere fokuserende bakmasse-områder. Men selv med bare ett slikt parabolsk bakmasse-område kan plasteret fungere etter hensikten, for eksempel med et (ikke vist) fyllområde foran (nedenfor) folien 4 slik at klebemassen 5 allikevel sitter hovedsakelig flatt og kan feste mot et hovedsakelig flatt hudområde. (For øvrig vil et hovedsakelig parabolsk formet plaster på noen kroppsområder kunne passe utmerket.)

I fig. 6 vises et ytterligere mulig trekk, nemlig en kontaktgel 6, som fortrinnsvis kan påføres rett før påsetting av plasteret, og som også i en viss grad kan sørge for oppfylling under en buet parabolsk form som omtalt ovenfor.

I fig. 7 vises et element som ofte er nødvendig for en plasterenhet med klebeside, nemlig et beskyttende dekklag 7 som man river av når plasteret skal tas i bruk, dvs. for å blottlegge klebeflaten.

Flere av de trekk som er vist i figurene 1-7 kan kombineres slik det passer. Det vil for eksempel for de fleste utførelsesformers vedkommende være slik at plasteret leveres med dekktape 7 ifølge fig. 7, og når denne er fjernet, vil det i mange tilfeller være aktuelt å påføre kontaktgel 6 ifølge fig. 6. Plasteret vil i foretrukne utføreiseformer ha en bakmasse 3 ifølge fig. 5, og denne vil eventuelt være parabolsk formet. I tillegg innbefattes gjerne en energiseringskrets ifølge fig. 2, 3 eller 4.

I fig. 8 vises en utførelsesform som kan betraktes som å tilsvare fig. 2 pluss fig. 5 (eventuelt fig. 4 pluss fig. 5), utformet som et plaster 13 med oval form og med parabolsk underside, med energiseringskrets på siden med separat utlagt mikroprosessor 2, batteri 11 og oppladningskondensator 12.1 utførelsesformen som vises her, har imidlertid plasteret klebelag 5 bare i et "bånd" rundt periferien. Ved å feste plasteret 13 godt langs periferien, vil gjerne et hudområde under den parabolske delen bli klemt noe opp og fylle ut "hulrommet", og i tillegg vil det være naturlig å benytte kontaktgel under parabol-området.

I fig. 9 vises en gruppe av tre slike plasterenheter 13a, 13b og 13c, hvor enhet 13a er overordnet og sørger for styring, dvs. synkronisert drift av de tre enhetene. Poenget er å påvirke for eksempel et dypereliggende vevsområde fra alle tre enheter på likt (eller i styrt rekkefølge). I denne utførelsesformen har alle plasterenheter egne mikrokretser og batterier, så bare styringssignaler behøves fra 13a til 13b og 13c. Men i en nærliggende variant er 13b og 13c også uten batteri, slik at batteriet i 13a også driver kretsene i 13b og 13c. I ytterligere en variant er 13b og 13c av helt enkel type, slik som vist prinsipielt i fig. 1 (men eventuelt med parabolsk geometri/bakmasse som i fig. 5), og da drives 13b og 13c fullstendig av 13a.

I fig. 10 vises oppbyggingen av en annen utførelsesform av et medisinsk plaster ifølge oppfinnelsen, lag for lag: Øverst et baklag 1 som tidligere omtalt, så et lag hvor energiseringskretsen 2 befinner seg. Energiseringskretsen 2 er altså her fordelt utover som et eget lag, som kan være meget flatt, som nevnt tidligere, eller det kan bygge noe i høyden.

Bakmasse-laget 3 følger deretter, også her vist med parabolsk form, og piezo-polymerfolien 4 derunder antar samme form. Klebelaget 5 kommer dernest, og med en firkant antydet med stipling i midten av dette, antydes et kontaktgel-område slik som i fig. 6, henvisningstall 6.

I fig. 11 vises skissemessig en utførelsesform av et plastersystem ifølge oppfinnelsen, hvor tre plasterenheter 13d, 13e og 13f, anbrakt på en kroppsdel 16, alle har egen energiforsyning (batteri), men styring foregår trådløst fra en ekstern styringsenhet 14, idet mottakerantenner 10 er tilknyttet hver mikrokrets 2.

I fig. 12 vises tilsvarende en utførelsesform av et plastersystem ifølge oppfinnelsen, hvor tre enkle plasterenheter 13g, 13h og 13i, anbrakt på en kroppsdel 16, drives fullstendig ved hjelp av en ekstern driftsenhet 15.

I fig. 13 vises en ytterligere utførelsesform, hvor også plasterenhetene 13j, 13k og 131 er uten batterier og mottar effekt fra en ekstern driftsenhet 17, men hvor hver plasterenhet har egen energiseringskrets 2. Her kan for eksempel energiseringskretsen i plasterenhet 13k være overordnet, og besørge synkronisering, eller synkronisering kan eventuelt komme fra driftsenheten 17.

Det synes unødvendig å belyse enhver mulig kombinasjon for et slikt system med tegning, og det anses at alle kombinasjonsmuligheter er beskrevet gjennom den ovenstående detaljbeskrivene av mulige enkelttrekk.

Energiseringen av den piezoelektriske enheten 4 foregår gjerne i form av "bursts" med ultrasoniske svingninger i området 100 kHz- 3 MHz, overlagret på en langsommere svingning, for eksempel en 80 Hz sinusbølge. I fig. 14 og 15 vises på illustrerende form et typisk frekvens- og spenningsforløp, med tidsakse horisontalt og frekvens henholdsvis spenning vertikalt. De viste verdiene er bare å betrakte som eksempler, og er ikke begrensende. I fig. 14 fremgår nederst en grunnsvingning ved 80 Hz, som kjøres i perioder på 5 sekunder og med 5 sekunder opphold. Overlagret på denne grunnsvingningen ses, i øvre del av figuren, at det påtrykkes 4 "bursts" i løpet av en 5 sekunders periode, hver slik skur består av en meget rask svingning (190 kHz), illustrert skissemessig med raske svingninger på tidsaksen. Bemerk at svingningene som illustreres, er rent illustrative og ikke er tegnet i skala. Vertikal akse er dessuten i hertz, mens svingningene egentlig er spennings-svingninger. I fig. 15 fremkommer imidlertid et spennings-diagram som viser at 80 Hz-svingningen foregår mellom 6 og 9 vott, mens høyfrekvens-skurene påtrykkes med maksimal spenning ca. 37 volt.

Det understrekes igjen at tallverdier for inngående størrelser, dvs. spenninger, frekvenser og tid, her bare er ment å være illustrerende og eksemplifiserende, og ikke pålegger oppfinnelsen noen som helst begrensning. Begrensningene fremgår bare av de vedføyde patentkravene.

Plasterenheter i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig for eksempel å foreta egenterapi etter at plastrene er satt på og funksjonen kontrollert. For eksempel i den enkleste utførelsesformen uten batteri, dvs. med en ekstern

drivenhet, gis slik mulighet. Drivenheten kan eventuelt være bærbar og påslagbar med bryter, eller ledninger ut fra plasterenhetene kan enkelt koples til drivenheten som så aktiveres. Det er således intet i veien for å foreta egenterapi i et tidsrom på 1-2 uker, for eksempel 3-4 ganger pr. uke, uten å måtte gå til et antall avtalte timer

hos en terapeut, når først terapeuten har satt på plasterenhetene og kontrollert funksjonen.

I visse tilfeller kan det være gunstig med en ytterligere elastisk bandasje utenpå plasterenheten ifølge oppfinnelsen, eller utenpå plaster-systemet ifølge oppfinnelsen, for å gi ekstra støtte og økt effekt ved tilstramming av bandasjen.

Det ble innledningsvis nevnt interessante terapi-områder innen behandling av bukspyttkjertel-problemer, hudsår og muskelplager, i tillegg til fotsoneterapi. Man kan også se for seg stimulerende virkning ut over terapeutisk effekt, for eksempel stimulerende påvirkning av muskelvev, stimulans av genitalia, og stimulans av områder i hjernen. For øvrig er ultralyd behandling av svulster, for eksempel i hjernen, utøvd tidligere, og plasterenheter ifølge oppfinnelsen kan også ha et mulig bruksområde her.

Claims (18)

1. Anordning for avgivelse av vibrasjonsenergi som forplanter seg i kroppsvev, hvilken anordning omfatter minst en piezoelektrisk enhet (4), et klebelag (5) og en energiseringskrets (2; 15) for enheten(e) (4), omfattende puls- eller svingningsavgivende elektronikk, karakterisert ved at - anordningen omfatter et medisinsk plaster med et fleksibelt baklag (1) bak klebelaget (5), - den piezoelektriske enheten (4) er innrettet for å avgi energi av vevspåvirkende type for terapi eller stimulans, og at - den piezoelektriske enheten (4) er anordnet mellom plasterets fleksible baklag (1) og klebelaget (5).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at et lag (3) med en bakmasse er anordnet mellom den piezoelektriske enheten (4) og baklaget (1), for at mer av utstrålt energi skal gå i retning inn mot kroppsvevet.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at laget (3) med bakmasse har en parabolsk krumning på siden mot den piezoelektriske enheten (4), for å gi fokusering.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at energiseringskretsen (2) er anordnet i plasteret og er innrettet for styring og/eller energitilførsel fra en annen, overordnet energiseringskrets (2) i et annet, tilsvarende plaster, for virke i et plastersystem.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at energiseringskretsen (2) er i plasteret og er innrettet for styring og/eller energitilførsel til andre, underordnede energiseringskretser (2) i andre, tilsvarende plastera.

6. Anordning ifølge krav 1, 4 eller 5, karakterisert ved at energiseringskretsen (2) har eget batteri (11).

7. Anordning ifølge krav 1 eller 5, karakterisert ved at energiseringskretsen (2) er i plasteret og er innrettet for å motta styringssignaler og/eller effekt fra en ekstern driftssentral (14; 17), via ledning (9) eller trådløst.

8. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at energiseringskretsen (15) er separat og tilknyttet plasteret via ledningsforbindelse (9).

9. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den piezoelektriske enheten er en piezoelektrisk folie (4).

10. Medisinsk system for avgivelse av vevpåvirkende energi, omfattende et antall plasterenheter (13) som hver omfatter et fleksibelt baklag (1) og et klebelag (5), karakterisert ved at hver plasterenhet (13) har minst én piezoelektrisk enhet (4) anordnet mellom baklaget (1) og klebelaget (5), at systemet har minst én energiseringskrets (2; 15) for de piezoelektriske enhetene, omfattende puls- eller svingningsavgivende elektronikk, og ved forbindelsesmidler (9) mellom plasterenhetene (13) for overføring av styringssignaler med hensyn på samvirkende piezoelektrisk aktivitet, eventuelt også for overføring av effekt.

11. System ifølge krav 10, karakterisert ved at minst én av plasterenhetene (13) i systemet har egen energiseringskrets (2) festet til baklaget (1) eller klebelaget (5).

10. System ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved at forbindelsesmidlene er ledninger (9) mellom respektive energiseringskretser (2), eventuelt mellom energiseringskrets (2) i en plasterenhet og piezoelektrisk enhet (4) i en annen plasterenhet (13).

13. System ifølge krav 12, karakterisert ved at bare én plasterenhet (13) har batteri (11), hvorved forbindelsesledningene (9) er innrettet for overføring av både styringssignaler og effekt.

14. System ifølge krav 11, karakterisert ved at hver plasterenhet har egen energiseringskrets (2) og eget batteri (11), og at forbindelsesmidlene er trådløse forbindelser for overføring av styringssignaler fra en av plasterenhetene (13), hovedenheten, til de øvrige plasterenhetene (13) i systemet.

15. System ifølge krav 14, karakterisert ved at hovedenheten (13) er styrings- og/eller effektmessig forbundet med en ekstern driftssentral (14; 17), via ledning (9) eller trådløst.

16. System ifølge krav 10, karakterisert ved at det omfatter en eneste, separat energiseringskrets (15) ledningsforbundet med hver plasterenhets piezoelektriske enhet (4).

17. System ifølge krav 10, karakterisert ved at de piezoelektriske enhetene er piezoelektriske folier (4).

18. System ifølge krav 10, karakterisert ved en posisjoneringsmal for forhåndsbestemt, gruppert anbringelse av plasterenhetene (13) i systemet i en gitt, geometrisk struktur, eventuelt i forhold til et spesielt vevsområde.