NO148399B - ELECTROMEDICAL DEVICE FOR THERAPEUTIC TREATMENT OF LIVE CELLS AND / OR TISSUE IN A PREDICTED TREATMENT ZONE - Google Patents
ELECTROMEDICAL DEVICE FOR THERAPEUTIC TREATMENT OF LIVE CELLS AND / OR TISSUE IN A PREDICTED TREATMENT ZONEInfo
- Publication number
- NO148399B NO148399B NO351/73A NO35173A NO148399B NO 148399 B NO148399 B NO 148399B NO 351/73 A NO351/73 A NO 351/73A NO 35173 A NO35173 A NO 35173A NO 148399 B NO148399 B NO 148399B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- tissue
- voltage
- current
- electrodes
- electrode
- Prior art date
Links
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 17
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 15
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 118
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 35
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 30
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 26
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 12
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 10
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 9
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 9
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 8
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 8
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 8
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 4
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 3
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 3
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002266 amputation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000033077 cellular process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000008263 repair mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000008467 tissue growth Effects 0.000 description 2
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 206010061728 Bone lesion Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 208000006670 Multiple fractures Diseases 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 208000028389 Nerve injury Diseases 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 210000003722 extracellular fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 210000002977 intracellular fluid Anatomy 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000008764 nerve damage Effects 0.000 description 1
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 1
- 206010033675 panniculitis Diseases 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000246 remedial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 230000009291 secondary effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 210000004304 subcutaneous tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N2/00—Magnetotherapy
- A61N2/02—Magnetotherapy using magnetic fields produced by coils, including single turn loops or electromagnets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/40—Applying electric fields by inductive or capacitive coupling ; Applying radio-frequency signals
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Elektromedisinsk apparat til terapeutisk behandling av levende celler og/eller vev i en forutbestemt behandlingssone.Electromedical device for therapeutic treatment of living cells and / or tissues in a predetermined treatment zone.
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører et elektromedisinsk apparat av den i den innledende del av krav 1 angitte type, som er velegnet for terapeutiske behandlinger av levende celler eller vev og særlig hos levende vesener, hvilke celler eller vev på The present invention relates to an electromedical device of the type specified in the introductory part of claim 1, which is suitable for therapeutic treatments of living cells or tissues and particularly in living beings, which cells or tissues on
celle- eller vevsplan krever et "bioelektrisk" signal, således som dette uttrykk defineres nedenfor, for kunstig stimulering av cellenes eller vevets helbredelse, vekst eller regenerering. cellular or tissue level requires a "bioelectrical" signal, as that term is defined below, to artificially stimulate the healing, growth or regeneration of the cells or tissue.
Slik som det er brukt her betyr betegnelsen terapeutisk behandling ikke bare fremme eller stimulering av helbredelse, As used herein, the term therapeutic treatment means not only the promotion or stimulation of healing,
vekst eller gjendannelse av ønskelige celler eller vev, men også fremme eller stimulering av uønskete eller ikke-ønskelige cel- growth or regeneration of desirable cells or tissues, but also the promotion or stimulation of unwanted or undesirable cells
lers eller vevs nedbrytning eller destruksjon. clay or tissue breakdown or destruction.
Slik det er brukt her betyr betegnelsen "bioelektrisk sig- As used here, the term "bioelectric sig-
nal" et signal som aktiverer enten en mekanisme som fremmer cel- nal" a signal that activates either a mechanism that promotes cel-
lenes eller vevets helbredelse i et levende vesen, eller som fremmer nedbrytning eller destruksjon av det levende vesens uønskete celler eller vev. lenes or tissue healing in a living being, or which promotes the breakdown or destruction of the living being's unwanted cells or tissues.
Slik betegnelsen "reaktiv overføring" er brukt her om- As the term "reactive transfer" is used here re-
fatter den enten kapasitiv kobling eller induktiv kobling eller en kombinasjon av disse. it comprises either capacitive coupling or inductive coupling or a combination of these.
Oppfinnelsen vil særlig bli beskrevet i detalj i for- The invention will be particularly described in detail in the pre-
bindelse med fremme av knokkelvekst eller knokkelutbedring eller heling, idet apparatet ifølge oppfinnelsen er blitt spe- bonding with the promotion of bone growth or bone improvement or healing, as the device according to the invention has been spe-
sielt utviklet for en slik anvendelse. Apparatet ifølge oppfinnelsen kan imidlertid anvendes terapeutisk for alle de bio- specially developed for such an application. The device according to the invention can, however, be used therapeutically for all the bio-
logiske prosesser som reagerer eller som kan påvirkes av bio- logical processes that react or can be affected by bio-
logiske signaler. logical signals.
Blant biologer er det velkjent at elektrisk aktivitet er forbundet med de fleste kanskje sogar alle celleprosesser. Det er her av særlig interesse at lesjoner, for eksempel benbrudd eller frakturer, benamputasjon osv. normalt etterfølges av en såkalt "lesjonsstrøm", som kan registreres som en strømstyrke eller' en spenning. Den viktige kjensgjerning er her at den elektriske aktivitet som observeres etter lesjoner alltid er forskjellig fra den som observeres før lesjoner, dvs. at det etter lesjoner hersker unormale elektriske forhold. Selv om dette fenomens forhold til de faktiske celleprosesser, for eksempel ved heling eller vekst av vev ennå ikke er avklart, er det blitt observert at kunstig styring eller forandring av den totale elektriske aktivitet i lesjonsområdet på visse tidspunkter kan bidra til hurtigere helbredelse. It is well known among biologists that electrical activity is associated with most, if not all, cellular processes. It is of particular interest here that lesions, for example bone breaks or fractures, leg amputation etc. are normally followed by a so-called "lesion current", which can be registered as a current strength or a voltage. The important fact here is that the electrical activity observed after lesions is always different from that observed before lesions, i.e. that abnormal electrical conditions prevail after lesions. Although the relationship of this phenomenon to the actual cellular processes, for example in the healing or growth of tissue, has not yet been clarified, it has been observed that artificial control or change of the total electrical activity in the lesion area at certain times can contribute to faster healing.
I det særlige tilfelle benheling er det kjent at elektriske fenomener er forbundet med både denne prosess og normale benom-dannelser. Disse elektriske fenomener synes å være frembrakt av benets og det omgivende vevs spenningsfrembringende eller pizo-elektrisk liknende egenskaper som naturlige fenomener og den mest sannsynlige grunn til at benet i de fleste tilfeller heler naturlig. For å studere denne elektriske effekt og for å forsøke å ytterligere fremme benheling har elektroder vært direkte implantert i områder med knokkellesjon. I de fleste tilfeller var det styrte elektriske parameter en kontinuerlig, dvs. ikke pulserende likestrøm. I de få tilfeller hvor det ble anvendt andre elektriske inngangssignaler enn likestrøm var totalvirk-ningen at det på vevsplan opptråtte en spenning, som var bipolær ved amplityde og frekvenskomponenter som for den ene polaritet var lik amplityden og frekvenskomponentene for den motsatte polaritet, dvs. driftsspenningen var sinusformet (vekselstrøm). Selv med pulserende likestrøm var spenningen på vevsplanet bipolær med amplityde og frekvenskomponenter som for begge polariteter var ens. In the particular case of bone healing, it is known that electrical phenomena are associated with both this process and normal bone formations. These electrical phenomena seem to be produced by the bone's and the surrounding tissue's voltage-generating or piezo-electric-like properties as natural phenomena and the most likely reason why the bone heals naturally in most cases. To study this electrical effect and to try to further promote bone healing, electrodes have been directly implanted in areas with bone lesions. In most cases, the controlled electrical parameter was a continuous, i.e. non-pulsating direct current. In the few cases where electrical input signals other than direct current were used, the overall effect was that a voltage appeared on the tissue level, which was bipolar with amplitude and frequency components that for one polarity were equal to the amplitude and frequency components for the opposite polarity, i.e. the operating voltage was sinusoidal (alternating current). Even with pulsating direct current, the voltage at the tissue plane was bipolar with amplitude and frequency components that were the same for both polarities.
Ved det annet spesielle tilfelle ved gjendannelse av et vev har det lenge vært antatt at elektriske forhold ved amputa-sjonsområdet, som er knyttet til sentralnervesystemet, er de kontrollerende faktorer ved gjendannelsen. For kunstig å stimulere gjendannelsen hos pattedyr (rotter) ble det anvendt implanterte elektroder med kontinuerlige likestrømssignaler. In the other special case of tissue regeneration, it has long been assumed that electrical conditions at the amputation area, which are linked to the central nervous system, are the controlling factors in the regeneration. To artificially stimulate regeneration in mammals (rats), implanted electrodes with continuous direct current signals were used.
Det ble oppnådd delvis gjendannelse av lemmet, noe som ellers ikke på naturlig måte ville vært inntrått. A partial recovery of the limb was achieved, which would otherwise not have occurred naturally.
Ved alle de ovenfor nevnte spesielle tilfeller og for de fleste biologiske prosesser som omfatter celleaktivitet er det klart at elektriske forhold spiller en viktig rolle. De fleste hittil kjente forsøk på heling har imidlertid lagt størst vekt på anvendelse av kontinuerlige likestrømssignaler som stimulerings-kilde. Dette medfører flere store ulemper, såsom: In all the above-mentioned special cases and for most biological processes involving cell activity, it is clear that electrical conditions play an important role. However, most known attempts at healing to date have placed the greatest emphasis on the use of continuous direct current signals as a stimulation source. This entails several major disadvantages, such as:
A. Ikke all den informasjon (eller koding) som kan finnes A. Not all the information (or coding) that can be found
i den elektriske energi eller signalene når disse endelig, over-føres på celleplan står til rådighet, når det for overføringen bare anvendes likestrøm og bare strøm. in the electrical energy or the signals when these are finally transferred at cell level are available, when only direct current and only current are used for the transmission.
B. Energioverførelsens effektivitet er unødvendig og kraftig begrenset. C. På celleplan kan selektiv stimulering ikke oppnås som følge av de ovennevnte ulemper A og B. D. I de langt fleste tilfeller er det nødvendig å bruke implanterte elektroder som er beheftet med visse begrensninger ved elektrode-/elektrolyttgrenseflaten. For eksempel er ikke noe elektrodemateriale fullstendig inert ved likestrøm med et vilkårlig spenningsfall når dette er i kontakt med legemsvæsker. B. The efficiency of the energy transfer is unnecessarily and severely limited. C. At the cellular level, selective stimulation cannot be achieved as a result of the above-mentioned disadvantages A and B. D. In the vast majority of cases, it is necessary to use implanted electrodes which are subject to certain limitations at the electrode/electrolyte interface. For example, no electrode material is completely inert at direct current with an arbitrary voltage drop when in contact with body fluids.
E. Bruk av implanterte elektroder kan virke toksisk på grunn av selv forsvinnende svake Faradayreaksjoner, og elektrodene selv blir forgiftet ved langtidsimplantering. E. Use of implanted electrodes can be toxic due to weak Faraday reactions that even disappear, and the electrodes themselves are poisoned by long-term implantation.
F. Bruk av implanterte elektroder hvor også den stimulerende kilde er implantert krever kirurgisk for- og etterbehandling. F. Use of implanted electrodes where the stimulating source is also implanted requires surgical pre- and post-treatment.
G. Der hvor den stimulerende kilde er anbrakt utenfor det levende vesen og er forbundet med implanterte elektroder sammen med ledere, er det infeksjonsveier gjennom huden fra omgivel-sene til kroppens hulrom og indre organer med derav følgende risiko for ytre eller indre infeksjoner. G. Where the stimulating source is placed outside the living being and is connected by implanted electrodes together with conductors, there are infection routes through the skin from the surroundings to the body's cavities and internal organs with the consequent risk of external or internal infections.
Av det foregående vil det forståes at knokkelvekst kan fremmes ved forandring av elektriske potensialer som eksis- From the foregoing, it will be understood that bone growth can be promoted by changing electrical potentials that exist
terer i fraktur- eller bruddområdene. Det er blitt konstatert at den naturlig forekommende elektriske spenning eller den naturlige forekommende spenningsforskjell, som utgår fra lemmets utgangspunkt og løper mot lemmets borterste ende stiger mer eller mindre lineært. Når det imidlertid er en fraktur eller et brudd, forandrer de normalt forekommende spenninger seg kraftig. Det antas at forandringen i spenningsfordeling er en del av naturens mekanisme for signalering av behov for skjelettutbedringer med herav følgende knokkelvekst. Selv om det ennå ikke er tilstrekkelig underbygget eksperimentelle og kliniske data har det vært utført tilstrekkelig arbeid til ytterligere å anta at spenningsfordelingens forandring også signalerer behov for utbedring som følge av skader av annen ters in the fracture or break areas. It has been established that the naturally occurring electrical voltage or the naturally occurring voltage difference, which starts from the limb's starting point and runs towards the far end of the limb, rises more or less linearly. However, when there is a fracture or a fracture, the normally occurring stresses change dramatically. It is assumed that the change in stress distribution is part of nature's mechanism for signaling the need for skeletal improvements with consequent bone growth. Although experimental and clinical data have not yet been sufficiently substantiated, sufficient work has been carried out to further assume that the change in stress distribution also signals the need for remediation as a result of damage to other
art, for eksempel støtt muskelvev, brustet muskelvev samt hudav-skrapninger, lesjoner og snittsår. species, for example tight muscle tissue, broken muscle tissue as well as skin scrapings, lesions and cuts.
Fra svensk patentskrift 362.791 er det kjent et apparat av den aktuelle type, hvor det ved hjelp av magnetfeltet fra en spole kan frembringes en viss helende virkning på et knokkelbrudd. Denne helende virkning som følge av selve spolemagnetfeltet er imidlertid ikke utdypet nærmere og anses åpenbart for å være en bivirkning eller en sekundær virkning. Dette fremgår av at det anvendes primære anordninger i form av minst én skinne, minst én induksjonsspole som skal anbringes i kroppen sammen med skin-nen, en langstrakt elektrode som skal innføres i knokkelen, samt en annen elektrode som skal innføres i eller anbringes langs knokkelen. From Swedish patent document 362,791, an apparatus of the type in question is known, where a certain healing effect on a bone fracture can be produced by means of the magnetic field from a coil. However, this healing effect as a result of the coil magnetic field itself is not elaborated further and is obviously considered to be a side effect or a secondary effect. This is evident from the fact that primary devices are used in the form of at least one splint, at least one induction coil to be placed in the body together with the splint, an elongated electrode to be inserted into the bone, and another electrode to be inserted into or placed along the bone .
Arrangementet av disse primære anordninger er meget kom-plisert, ikke minst når det gjelder anbringelse, hvor omfattende operative inngrep er nødvendige. Dessuten er det sogar nødven-dig å anbringe eller innføre elektroder i selve knokkelen, og etter knokkelbruddets heling må det på nytt foretas omfattende operative inngrep for å fjerne skruer, skinner, induksjonsspoler og elektroder. The arrangement of these primary devices is very complicated, not least when it comes to placement, where extensive operative interventions are necessary. In addition, it is even necessary to place or introduce electrodes into the bone itself, and after the bone fracture has healed, extensive operative interventions must again be carried out to remove screws, rails, induction coils and electrodes.
Apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse er kjenne-tegnet ved det som er angitt i karakteristikken i krav 1. Apparatet er således basert på den erkjennelse at det, når det anvendes det for oppfinnelsen spesielle drivende signal, kan anvendes en ren reaktiv kopling mellom det drivende signal og den legemssone som skal behandles. Det spesielle drivende signal kan altså frembringe et ønsket og effektivt signal på vevsnivå uten anvendelse av implanterte elektroder og liknende, altså The device according to the present invention is characterized by what is indicated in the characteristic in claim 1. The device is thus based on the recognition that, when the driving signal special to the invention is used, a purely reactive coupling between the driving signal can be used and the body zone to be treated. The special driving signal can thus produce a desired and effective signal at the tissue level without the use of implanted electrodes and the like, i.e.
ved å anvende utelukkende en reaktiv kopling. Selvfølgelig er det mulig å implantere elektroder eller andre deler av apparatet ifølge oppfinnelsen dersom dette foretrekkes av en eller annen spesiell årsak, men implantasjon er altså ikke nødvendig, noe som er et avgjørende fremskritt. Dessuten oppnås langt mindre ubehag for pasienten idet kompliserte elektroder etc, som skal implanteres og på nytt fjernes operativt, helt kan unngås. by using only a reactive coupling. Of course, it is possible to implant electrodes or other parts of the device according to the invention if this is preferred for some particular reason, but implantation is therefore not necessary, which is a decisive advance. In addition, far less discomfort is achieved for the patient as complicated electrodes etc., which must be implanted and removed again operatively, can be completely avoided.
I forbindelse med oppfinnelsen er det dradd nytte av tid-ligere eksperimentelle og kliniske arbeider samt av ytterligere eksperimentelt og klinisk arbeid for kunstig frembringelse av minst én ønsket elektrisk spenning i eller over en forutbestemt vevsone i et levende vev eller vesen, hvori behovet for gjenopp-bygging ønskes signalert. Dette oppnås ved overføring av elektriske signaler til den forutbestemte sone i det levende vev eller vesen for å øke den elektriske spennings absolutte verdi i den forutbestemte sone ved heri å frembringe elektriske strøm-mer som er sterkere i den ene retning enn i den motsatte retning. Idet et levende legeme selv om det er ai leder med hensyn til elektrisk strøm, også oppviser både kapasitive og induktive egenskaper, blir en reaktiv overføring ikke bare mulig, men det har også vist seg at den fungerer godt i praksis. I overensstemmelse med dette frembringes det ved etablering av et pulserende elektrisk signal med en bølgeform hvis stigningstid er forskjellig fra dets falltid, den ovennevnte elektriske strøm som er sterkere i den ene retning enn i den motsatte. Det av den elektriske strøm frembrakte spenningsfall bevirker en forskjellig spenningsfordeling i og tvers over den forutbestemte vevsone, In connection with the invention, benefit has been taken from previous experimental and clinical work as well as from further experimental and clinical work for the artificial generation of at least one desired electrical voltage in or over a predetermined tissue zone in a living tissue or being, in which the need for re- construction is to be signalled. This is achieved by transmitting electrical signals to the predetermined zone in the living tissue or being in order to increase the absolute value of the electrical voltage in the predetermined zone by producing electrical currents that are stronger in one direction than in the opposite direction. As a living body, even if it is a conductor with respect to electric current, also exhibits both capacitive and inductive properties, a reactive transfer is not only possible, but has also been shown to work well in practice. Accordingly, by establishing a pulsating electrical signal with a waveform whose rise time is different from its fall time, the above-mentioned electric current is produced which is stronger in one direction than in the opposite. The voltage drop produced by the electric current causes a different voltage distribution in and across the predetermined tissue zone,
og virkningen adderes til den naturlig forekommende spenningsforandring for fremme og fremskyndelse av utbedringsmekanismene med igangsetting av vevsvekst, som av kosmetiske eller sykdoms-forebyggende årsaker er hensiktsmessig. Som ytterligere virkning kan det frembringes en hurtigere restituering av vev som er blitt utsatt for en skade, eller en nedbrytning av uønsket vev. and the effect is added to the naturally occurring voltage change to promote and accelerate the remedial mechanisms with the initiation of tissue growth, which is appropriate for cosmetic or disease-preventing reasons. As a further effect, a faster recovery of tissue that has been exposed to an injury, or a breakdown of unwanted tissue, can be produced.
Basert på den kjensgjerning at understøttelse av den naturlig pulserende elektriske spenning som opptrer ved skade av vev hos et levende vesen, fremmer heling, kan man forvente de motsatte resultater dersom denne spenning undertrykkes eller reduseres, selv om de eksperimentelle og de kliniske grunnlag ennå ikke er komplett. Det er i denne forbindelse kjent at det i både ondartete og godartete svulster opptrer spenningsforskjeller som synes å undertrykke legemets evne til å eliminere de unormale celler. Undertrykkelse av slike svulster kan skje dersom den normalt forekommende spenningsforskjell forandres slik at den prosess som tjener til å eliminere ikke friske, eller i virke-ligheten fremmede legemsceller iverksettes. Det finnes bare et begrenset eksperimentelt grunnlag til støtte for denne teori. Den foreliggende oppfinnelse åpner kanskje mulighet for utløsning av immunitetsutstøtning eller andre svulsteliminerende legems-mekanismer. Based on the fact that supporting the natural pulsating electrical voltage that occurs when tissue is injured in a living being promotes healing, one can expect the opposite results if this voltage is suppressed or reduced, although the experimental and clinical foundations are not yet complete. In this connection, it is known that in both malignant and benign tumors there are voltage differences which seem to suppress the body's ability to eliminate the abnormal cells. Suppression of such tumors can occur if the normally occurring voltage difference is changed so that the process which serves to eliminate unhealthy, or in reality foreign, body cells is initiated. There is only a limited experimental basis to support this theory. The present invention perhaps opens up the possibility of triggering immune rejection or other tumor-eliminating bodily mechanisms.
Ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendes det prinsipp at et bioelektrisk signal på celle- eller vevsnivå i et levende vesen kunstig vil stimulere cellenes eller vevets helbredelse i det levende vesen. Selv om selve denne mekanisme for øyeblikket ikke er kjent, antas det at cellemembranene som danner grense-eller kontaktflater mellom intra- eller ekstracellefluider, opp-fører seg på samme måte som elektrode-/elektrolyttkontaktflater. De biologiske prosesser hvilke som sådanne opptrer ved stimulerbare eller ikke-stimulerbare cellemembraner må antas å være av-hengige av spenning eller spenningsfall på samme måte som de spennings- eller spenningsavhengige prosesser, som opptrer ved elektrode-/elektrolyttkontaktflater. I overensstemmelse med dette antas det at det kan lagres vesentlige ladningsmengder ved cellemembranene på grunn av dobbeltlags-, adsorpsjons-, absorpsjons-samt desorpsjonsfenomener. Det kan også opptre redoksprosesser ved disse kontaktflater. Sagt på annen måte antas det at celle-fenomener kan påvirkes av det som skjer ved en celles membraner, at membranen opptrer som elektrode og som følge av dette vil påvirkes av lokale spenningsvariasjoner som for eksempel kan bevirke en absorpsjon eller desorpsjon av et kritisk, kjemisk, udissosiert eller dissosiert mellomprodukt og bevirke den til-hørende spesielle helbredelsesprosess. According to the present invention, the principle is used that a bioelectric signal at cell or tissue level in a living being will artificially stimulate the healing of the cells or tissues in the living being. Although this mechanism itself is currently not known, it is believed that the cell membranes that form boundary or contact surfaces between intra- or extra-cellular fluids behave in the same way as electrode/electrolyte contact surfaces. The biological processes which such occur at stimulable or non-stimulable cell membranes must be assumed to be dependent on voltage or voltage drop in the same way as the voltage or voltage-dependent processes that occur at electrode/electrolyte contact surfaces. In accordance with this, it is assumed that significant amounts of charge can be stored at the cell membranes due to double layer, adsorption, absorption and desorption phenomena. Redox processes can also occur at these contact surfaces. In other words, it is assumed that cell phenomena can be affected by what happens at a cell's membranes, that the membrane acts as an electrode and as a result will be affected by local voltage variations which can, for example, cause an absorption or desorption of a critical, chemical , undissociated or dissociated intermediate and effect the associated special healing process.
Det antas derfor at anvendelse av den foreliggende oppfinnelses prinsipper vil muliggjøre den kombinerte anvendelse av spenningskontroll sammen med et passende frekvensinnhold i de elektriske signaler på vevsplan for selektiv og effektiv kunstig terapeutisk behandling uten de ulemper som er nevnt ovenfor under omtalen av den kjente teknikk, avsnittene A-G. It is therefore believed that the application of the principles of the present invention will enable the combined use of voltage control together with an appropriate frequency content of the electrical signals at the tissue level for selective and effective artificial therapeutic treatment without the disadvantages mentioned above during the discussion of the prior art, paragraphs A-G.
Kort sagt er apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse altså et elektromedisinsk apparat til forandring av den elektriske spenning i en vevsone i et levende vev eller vesen. Det er truffet foranstaltninger for å frembringe et pulserende elektrisk signal med en bølgeform hvis stigningstid er forskjellig fra dens falltid. Disse signaler kan overføres reaktivt til den forutbestemte sone for å frembringe en elektrisk strøm i sonen, hvilken strøm i den ene retning er sterkere enn i den annen retning. In short, the device according to the present invention is thus an electromedical device for changing the electrical voltage in a tissue zone in a living tissue or being. Provisions have been made to produce a pulsating electrical signal having a waveform whose rise time is different from its fall time. These signals can be transmitted reactively to the predetermined zone to produce an electric current in the zone, which current in one direction is stronger than in the other direction.
I apparatet ifølge oppfinnelsen kan den reaktive kopling In the device according to the invention, the reactive coupling can
av det drivende signal foretas på to måter. En kapasitiv kopling under anvendelse av elektrodeplater foretrekkes, idet den elektriske feltstyrkes intensitet dermed kan styres eller innstilles ved å forandre elektrodeplatenes avstand til en vevsone som er of the driving signal is carried out in two ways. A capacitive coupling using electrode plates is preferred, since the intensity of the electric field strength can thus be controlled or adjusted by changing the distance of the electrode plates to a tissue zone that is
under behandling. En tilsvarende mulighet for styring eller tilpasning av fektstyrkeintensiteten ligger i elektrodeplatenes utforming, og i så henseende foretrekkes det at den ene elektrodeplate har vesentlig større areal enn den annen, slik som angitt i krav 2. during treatment. A corresponding possibility for controlling or adapting the force intensity lies in the design of the electrode plates, and in this respect it is preferred that one electrode plate has a significantly larger area than the other, as stated in claim 2.
Innretningen av apparatet ifølge oppfinnelsen åpner dessuten mulighet for å utforme elektrodeplatene som enkle overflate-elektroder som kan anbringes i direkte fysisk kontakt med hud-overflaten. The arrangement of the apparatus according to the invention also opens up the possibility of designing the electrode plates as simple surface electrodes which can be placed in direct physical contact with the skin surface.
Alternativt kan apparatet ifølge oppfinnelsen arbeide med induktiv kopling. Den foretrukne induktive kopling ved hjelp av én eller flere spoler gir spesielle muligheter for styring eller tilpasning av feltstyrkeintensiteten, og dessuten kan slike spoler innleires eller direkte inngå i en bandasje, f.eks. en gipsbandasje, rundt et lem som er under behandling. Alternatively, the device according to the invention can work with inductive coupling. The preferred inductive coupling by means of one or more coils provides special possibilities for controlling or adapting the field strength intensity, and furthermore such coils can be embedded or directly included in a bandage, e.g. a plaster bandage, around a limb undergoing treatment.
Uansett den anvendte reaktive koplingsmåte har den i krav 3 presiserte utførelsesform vist seg å være meget velegnet, idet det derved gis mulighet til en innstilling av den mest effektive behandling, alt etter hvor dypt under huden behandlingen ønskes konsentrert eller foretatt. Stigningstider i intervallet 0,1 - 0,0001 sekunder har således vist seg å være mest effektive ved behandling av dyptliggende vev, mens stigningstider i intervallet 5-1 sekunder har vist seg å være mest effektive ved behandling av hudvev. Regardless of the reactive coupling method used, the embodiment specified in claim 3 has proven to be very suitable, as it thereby provides the opportunity to set the most effective treatment, depending on how deep under the skin the treatment is desired to be concentrated or carried out. Rise times in the interval 0.1 - 0.0001 seconds have thus been shown to be most effective when treating deep-lying tissue, while rise times in the interval 5-1 seconds have proven to be most effective when treating skin tissue.
Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli nærmere forklart i forbindelse med et par utførelsesformer og under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 og 2 viser skjematisk diagrammer av utførelsesformer for et elektromedisinsk apparat ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 og 4 viser skjematiske illustrasjoner av elektriske signaler som er nyttige for å forklare virkningen i de skjematiske diagrammer fra fig. 1 og 2. Fig. 5 og 6 viser et elektromedisinsk apparat ifølge oppfinnelsen med en pasient hvortil dette anvendes og hvor en del av pasienten er vist skjematisk. Fig. 7 viser skjematisk et mekanisk apparat ifølge oppfinnelsen . The invention will subsequently be explained in more detail in connection with a couple of embodiments and with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 and 2 show schematic diagrams of embodiments of an electromedical device according to the invention. Figs. 3 and 4 show schematic illustrations of electrical signals which are useful for explaining the effect in the schematic diagrams from Figs. 1 and 2. Figs 5 and 6 show an electromedical device according to the invention with a patient for which it is used and where part of the patient is shown schematically. Fig. 7 schematically shows a mechanical device according to the invention.
I fig. 1 sees en utførelsesform for et bioelektrisk signal ifølge oppfinnelsen. Kretsen i fig. 1 er stort sett en to-trinns, frekvensinnstillbar, komplimentær astabil blokkeringsoscillator eller astabil multivibrator som frembringer en pulserende utgangsspenning eller et elektrisk signal med en trekantbølgeform som vist i fig. 3, over dets utgangskontaktpunkter 20 og 22. Hver trekantbølgeform kan f.eks. ha innstillbar varighet og f.eks. være en bølgeform med en funksjonssyklus på 0,01 sekunder, med stigningstid på 0,0001 sekunder og falltid på 0,0099 sekunder. In fig. 1 shows an embodiment of a bioelectric signal according to the invention. The circuit in fig. 1 is generally a two-stage frequency tunable complementary astable blocking oscillator or astable multivibrator which produces a pulsating output voltage or electrical signal having a triangular waveform as shown in FIG. 3, across its output contact points 20 and 22. Each triangle waveform can e.g. have an adjustable duration and e.g. be a waveform with a duty cycle of 0.01 seconds, with a rise time of 0.0001 seconds and a fall time of 0.0099 seconds.
Et par elektroder 50 og 52 er elektrisk forbundet med utgangskontaktpunktene 20 og 22 via ledninger 54 og 55. Den elektriske energi som har sagtann- eller trekantbølgeform avgis kapasitivt ved hjelp av elektrodene 50 og 52 til en "ytre belastning" 24 som skal representere en forutbestemt vevsone i et levende vev eller vesen hvori det opptrer en in vivo skade eller abnor-malitet. I tilfelle benheling kan belastningen ansees å være en pasients arm eller ben som har en revne, fraktur eller et brudd i benrigionen, som befinner seg mellom elektrodene. Det foretrekkes i denne forbindelse at en av elektrodene anbringes lengre borte fra vevsonen enn den annen og av større dimensjon for å redusere strømtettheten. Dette vil i det etterfølgende bli nærmere forklart under henvisning til fig. 5. A pair of electrodes 50 and 52 are electrically connected to output contact points 20 and 22 via leads 54 and 55. The electrical energy having a sawtooth or triangular waveform is capacitively emitted by means of electrodes 50 and 52 to an "external load" 24 which shall represent a predetermined tissue zone in a living tissue or being in which an in vivo damage or abnormality occurs. In the case of bone healing, the load can be considered to be a patient's arm or leg that has a crack, fracture, or fracture in the bone region located between the electrodes. In this connection, it is preferred that one of the electrodes is placed further away from the tissue zone than the other and of a larger dimension in order to reduce the current density. This will subsequently be explained in more detail with reference to fig. 5.
I forbindelse med den foreliggende oppfinnelse drar man nytte av den kjensgjerning at det kan induseres en elektrisk strøm i det levende vev eller vesen ved en reaktiv signalover-føring. Det levende vesen utgjør et ledende medium hvis motstand varierer avhengig av hvilke vev og legemsvæsker det dreier seg om. Idet det etableres en kondensator mellom elektrodene og legemet slik det vil bli forklart mer detaljert senere er utformingen i fig. 1 primært et eksempel på kapasitiv overføring. Idet det nå henvises til bølgeformen i fig. 3 vil det sees at det her først påføres en spenning mellom elektrodene 50 og 52 som i løpet av et meget kort tidsrom stiger, betegnet i fig. 3 ved punktene RST, hvilken etterfølges av en fallende spenning i et vesentlig lengre tidsrom betegnet ved punktene TU. Syklusen gjentas med en hurtig stigning i spenning i positiv retning etterfulgt av en langsomt fallende spenning i negativ retning. Spenningen kan være positivt eller negativt voksende, avhengig av iakttakerens definisjon. Stigriingstid og falltid kan også opptre når spenningen er positivt eller negativt voksende, og i den foreliggende oppfinnelse er stigningstiden den del av signalet i fig. 3 hvormed det spesielt er hensikten å oppnå det ønskete terapeutiske signal på celleplan, In connection with the present invention, one benefits from the fact that an electric current can be induced in the living tissue or being by a reactive signal transmission. The living being constitutes a conductive medium whose resistance varies depending on the tissues and body fluids involved. Since a capacitor is established between the electrodes and the body, as will be explained in more detail later, the design in fig. 1 primarily an example of capacitive transfer. Referring now to the waveform in fig. 3, it will be seen that here a voltage is first applied between the electrodes 50 and 52 which rises during a very short period of time, denoted in fig. 3 at the points RST, which is followed by a falling voltage for a significantly longer period of time denoted at the points TU. The cycle is repeated with a rapid rise in voltage in the positive direction followed by a slowly falling voltage in the negative direction. The tension can be positive or negative growing, depending on the observer's definition. Rise time and fall time can also occur when the voltage is growing positively or negatively, and in the present invention the rise time is the part of the signal in fig. 3 with which the particular purpose is to achieve the desired therapeutic signal at the cellular level,
det vil si den del som angis ved punktene RST i fig. 3. Det er her en viktig kjensgjerning at avgivelsen av elektrisk energi ved den i fig. 3 viste bølgeform til et levende vesen bevirker en elektrisk strøm i vevet med den alminnelige karakter som fremgår av fig. 4. Som følge av dette vil det med hurtig stigende spenning være en tilsvarende høy verdi av indusert strøm i vevet. Ved hver stigning av spenningen fra en negativ verdi til en positiv verdi, that is, the part indicated by the points RST in fig. 3. It is an important fact here that the release of electrical energy by the one in fig. 3 waveform to a living being causes an electric current in the tissue with the general character shown in fig. 4. As a result, with rapidly rising voltage, there will be a correspondingly high value of induced current in the tissue. At each rise of the voltage from a negative value to a positive value,
slik det fremgår av fig. 35 vil det følgelig være en tilsvarende høy strømtopp som vist i fig. 4, betegnet av punktene A, B, C. Ved spenningens langsomme reduksjon fra den positive verdi til den negative verdi bevirkes det at det går en meget svakere.strøm i vevet, som angitt ved punktene C, D. I forbindelse med det ovennevnte kan den stigende strøm enten gå i positiv retning, som vist i fig. 4, eller den kan stige i negativ retning, noe som skjer ved et trekantspennings-utgangssignal hvor spenningen er hurtig negativt voksende og deretter er langsomt positivt voksende, noe som betegner det omvendte av den situasjon som er vist i fig. 3- as can be seen from fig. 35, there will consequently be a correspondingly high current peak as shown in fig. 4, denoted by the points A, B, C. The slow reduction of the voltage from the positive value to the negative value causes a much weaker current to flow in the tissue, as indicated by the points C, D. In connection with the above, the the rising current either go in the positive direction, as shown in fig. 4, or it may rise in a negative direction, which happens with a delta voltage output signal where the voltage is rapidly negative increasing and then slowly positive increasing, which represents the reverse of the situation shown in fig. 3-
På grunn av de ovennevnte fenomener har strømmen som frembringes i belastningen, som representerer en sone av det levende vev eller vesen, en styrke i den ene retning som er større enn i den motsatte retning. Denne elektriske strøm frembringer naturligvis spenningsforskjeller over kroppsvevet, og disse forskjeller antas å modifisere og forandre spenningene ved cellemembranenes kontaktflater og den absolutte verdi av den samlete spqnningsfordeling langs den forutbestemte vevsone som behandles. Hårdt, vev som tilsvarer knokkelstruktur ligger normalt meget dypere enn muskelvev eller vesentlige mengder bløtt vev, som omfatter fluida som normalt finnes nær overflaten. Due to the above phenomena, the current produced in the load, which represents a zone of the living tissue or being, has a strength in one direction that is greater than in the opposite direction. This electric current naturally produces voltage differences across the body tissue, and these differences are believed to modify and change the voltages at the contact surfaces of the cell membranes and the absolute value of the total voltage distribution along the predetermined tissue zone being treated. Hard, tissue that corresponds to bone structure normally lies much deeper than muscle tissue or significant amounts of soft tissue, which includes fluids that are normally found near the surface.
Det er en viktig egenskap ved den foreliggende oppfinnelse at den bevirker at det går en strøm i det vev hvori spenningene på celleplan skal modifiseres. Når vevet i form av knokkelstruktur er dypt under legemets overflate bør stigningstiden for den spenning som avgis til elektrodene 50 og 52 derfor være lang nok til å muliggjør inntrengning til knokkelstrukturens dybde. Dette vil bevirke et frekvensinnhold i den del av det avgitte signal der som angitt ved punktene RST i fig. 3 tilsvarer begrensningene for den inntrengningsdybde som bestemmes av den elektromagnetiske hvirvel-strømseffekt. Den ved punktene RST betegnete stigningstid og føl-gelig frekvensinnholdet av det i fig. 3 avbildete signal velges slik at signalet blir istand til å trenge inn til legemets dypeste deler for å oppnå de spennings forandringer som er nødvendige på celleplan ifølge den foreliggende oppfinnelseslære. It is an important characteristic of the present invention that it causes a current to flow in the tissue in which the voltages at the cellular level are to be modified. When the tissue in the form of bone structure is deep below the surface of the body, the rise time for the voltage which is emitted to the electrodes 50 and 52 should therefore be long enough to enable penetration to the depth of the bone structure. This will cause a frequency content in the part of the transmitted signal where, as indicated by the points RST in fig. 3 corresponds to the limitations of the penetration depth determined by the electromagnetic eddy current effect. The rise time denoted by the points RST and consequently the frequency content of the in fig. 3 depicted signal is chosen so that the signal is able to penetrate to the deepest parts of the body in order to achieve the voltage changes that are necessary at the cellular level according to the present invention.
Por dyptliggende vev bør det maksimale frekvensinnhold av den del av drifts- eller aktiveringssignalet som betegnes av punktene RST i fig. 3 hensiktsmessig ligge i området fra ca. 10 Hz til ca. Por deep tissue, the maximum frequency content of the part of the operating or activation signal denoted by the points RST in fig. 3 conveniently lie in the area from approx. 10 Hz to approx.
10 kHz, noe som tilsvarer en stigningstid på ca. 0,1 sekund til ca. 0,0001 sekund. For middels dyptliggende vev bør det ligge i området fra ca. 10 kHz til ca. 50 kHz, noe som tilsvarer stigningstiden ca. 100 mikrosekunder til ca. 20 mikrosekunder. For subkutant vev bør det ligge i området ca. 50 kHz til ca. 200 kHz, noe som tilsvarer en stigningstid på fra ca. 20 mikrosekunder til ca. 5 mikrosekunder, og for hudvev bør det ligge i området ca. 200 kHz til ca. 1 MHz, noe som tilsvarer en stigningstid på mellom ca. 1 10 kHz, which corresponds to a rise time of approx. 0.1 second to approx. 0.0001 second. For medium-deep tissues, it should be in the range from approx. 10 kHz to approx. 50 kHz, which corresponds to the rise time approx. 100 microseconds to approx. 20 microseconds. For subcutaneous tissue, it should be in the area of approx. 50 kHz to approx. 200 kHz, which corresponds to a rise time of approx. 20 microseconds to approx. 5 microseconds, and for skin tissue it should be in the range of approx. 200 kHz to approx. 1 MHz, which corresponds to a rise time of between approx. 1
og 5 mikrosekunder. Normalt bør aktiveringssignalet ha en bølge-form hvis falltid i forhold til stigningstiden atskiller seg minst en størrelsesorden fra hverandre, det vil si med minst en faktor på 10 . and 5 microseconds. Normally, the activation signal should have a waveform whose fall time in relation to the rise time differs from each other by at least one order of magnitude, that is to say by at least a factor of 10.
Det skal her poengteres at den nettopp nevnte elektromagnetiske hvirvelstrøms-effekt begrensninger med hensyn til stigningstid for bølgeformen i fig. 3 må tilsvare de begrensninger som er gitt ved de kinetiske reaksjonshastigheter for de elektrokjemiske prosesser som foregår på celleplan og som er nødvendige for å It should be pointed out here that the just mentioned electromagnetic eddy current effect limits with regard to rise time for the waveform in fig. 3 must correspond to the limitations given by the kinetic reaction rates for the electrochemical processes that take place at the cellular level and which are necessary to
oppnå den ønskete terapeutiske effekt. achieve the desired therapeutic effect.
Selv om den i fig. 3 viste bølgeform har en forholdsvis lang falltid i forhold til stigningstiden må det forståes at en falltid med kortere periode enn stigningstiden for bølgeformen kan anvendes med utøvelse av den foreliggende oppfinnelse. Dette skyldes først og fremst at inntrengningsdybden for størstedelen av den i vevet induserte strøm, som frembringes under falltiden, kan regu-leres ved innstilling av fallperioden i overensstemmelse med de begrensninger som pålegges de induserte strømmers inntrengningsdybde av den elektromagnetiske hvirvelstrømseffekt. Dette vil hin-dre at størstedelen av de induserte strømmer når det vev som behandles. Deretter vil den lille del av de induserte strømmer som virkelig trenger gjennom det vev som behandles i løpet av falltiden kunne bibeholdes i et tidsrom som er kortere enn nødvendig for å inhibere de elektromagnetiske prosesser på celleplan, som opptrer under bølgeformens stigningstid og derved frembringe den ønskete terapeutiske effekt ved tilpasning av bølgeformens falltid. Although in fig. 3 shown waveform has a relatively long fall time in relation to the rise time, it must be understood that a fall time with a shorter period than the rise time of the waveform can be used in the practice of the present invention. This is primarily because the penetration depth for the majority of the current induced in the tissue, which is produced during the fall time, can be regulated by setting the fall period in accordance with the limitations imposed on the induced currents' depth of penetration by the electromagnetic eddy current effect. This will prevent the majority of the induced currents from reaching the tissue being treated. Subsequently, the small part of the induced currents that actually penetrate the tissue being treated during the fall time will be able to be maintained for a period of time that is shorter than necessary to inhibit the electromagnetic processes at the cellular level, which occur during the rise time of the waveform and thereby produce the desired therapeutic effect by adapting the waveform's fall time.
Slike falltider ville typisk være minst en størrelsesorden, det vil si minst 10 ganger mindre enn stigningstiden og ville som regel også være mindre enn 10 mikrosekunder, noe som tilsvarer en frekvens som er høyere enn 100 kHz. Such fall times would typically be at least an order of magnitude, i.e. at least 10 times less than the rise time and would usually also be less than 10 microseconds, which corresponds to a frequency higher than 100 kHz.
Av det foregående vil det fremgå at apparatet ifølge oppfinnelsen kan ha forskjellige utforminger, idet stigningstiden for From the foregoing, it will be apparent that the apparatus according to the invention can have different designs, as the rise time for
aktiveringssignalet bare skal avvike fra falltiden med en faktor the activation signal should only deviate from the fall time by a factor
på minst 10, og at kretsen som er vist i fig. 1 bare er et eksempel. of at least 10, and that the circuit shown in fig. 1 is just an example.
Nærmere bestemt er i fig. 1 det trekantformete signals hyppighet proporsjonalt med en kraftforsyningsspenning 23, med den ytre belastning 24 som er lagt over kretsen samt med verdien av en motstand 32 og en variabel motstand 30. En transistor 25 er av NPN-typen og en transistor 26 er av PNP-typen. Begge transistorer har de normale emitter-, kollektor- samt basiselektroder. Transistoren 25 leder mår kraftforsyningen 23 via motstandene 30 og 32 opp-lader en kondensator 28 tilstrekkelig til forbelastning av emitter-basisforbindelsen i transistoren 25, slik at et punkt 27 blir positivt og et punkt 29 negativt. En motstand 31 forbindes mellom transistorens 25 emitter og et punkt 35. I-det kollektoren på transistoren 25 er forbundet med basis på transistoren 26 bevirker den på sin side at transistoren 26 leder. Når transistoren 26 leder går det en strøm gjennom den primære vikling 33 i en transformator 34. Den sekundære vikling 36 i transformatoren 34 er således forbundet at den induserte spenning ytterligere øker basis-strømmen som tilføres transitoren 25. Denne selvforsterkende virkning forårsaker hurtig økning i strømmen som går gjennom begge transistorer 25 og 26 inntil det oppnås metning i begge transistorer. Transistorene 25 og 26 forblir mettet i trekantbølgens stigningstid, hvorunder kondensatoren 28 opplades, slik at punktet 29 får en positiv og punktet 27 negativ spenning. Specifically, in fig. 1 the frequency of the triangular signal proportional to a power supply voltage 23, to the external load 24 placed across the circuit as well as to the value of a resistor 32 and a variable resistor 30. A transistor 25 is of the NPN type and a transistor 26 is of the PNP- the type. Both transistors have the normal emitter, collector and base electrodes. The transistor 25 conducts the power supply 23 via the resistors 30 and 32, charging a capacitor 28 sufficient to preload the emitter-base connection in the transistor 25, so that a point 27 becomes positive and a point 29 negative. A resistor 31 is connected between the emitter of the transistor 25 and a point 35. In that the collector of the transistor 25 is connected to the base of the transistor 26, it in turn causes the transistor 26 to conduct. When the transistor 26 conducts, a current flows through the primary winding 33 of a transformer 34. The secondary winding 36 of the transformer 34 is connected in such a way that the induced voltage further increases the base current supplied to the transistor 25. This self-amplifying effect causes a rapid increase in the current which passes through both transistors 25 and 26 until saturation is achieved in both transistors. The transistors 25 and 26 remain saturated during the rise time of the triangular wave, during which the capacitor 28 is charged, so that the point 29 receives a positive and the point 27 a negative voltage.
Stigningstiden for trekantbølgeformen som således frembringes, kontrolleres primært ved transformatorens 34 induktans, formot-standen mellom basis og emitter i transistoren 25 og av kondensa-torens 28 kapasitet med noen sekundær avhengig av kapasiteten for en kondensator 43 som er serieforbundet med den ytre belastning. The rise time of the triangular waveform thus produced is controlled primarily by the inductance of the transformer 34, the resistance between base and emitter in the transistor 25 and by the capacity of the capacitor 28 with some secondary depending on the capacity of a capacitor 43 which is connected in series with the external load.
Idet det fortsettes med funksjonen av den i fig. 1 beskrevne krets for å frembringe den pulserende utgangsspenning, sees det at når den induserte spenning i sekunderviklingen 36 begynner å avta, vil strømmen som går i transistorens 25 basiselektrode også reduseres, noe som på sin side reduserer basisstrømmen i transistoren 26. Når transistoren 26 skifter til ikke-ledende tilstand faller strømmen i primærviklingen 333 noe som ytterligere reduserer den induserte sekundære spenning i viklingen 36. Denne sistnevnte selvforsterkende virkning skifter hurtig transistorene 25 og 26 fra metning til avbrytning og bringer ved dette trekantbølgens stigende del til avslutning. Spenningen som ble oppbygget over kondensatoren 28 under pulsen tilbakestiller-emitter- basisforbindelsen i transistoren 25 til det spenningsnivå som kondensatoren 28 var oppla-det til forut. Kondensatoren 28 utlades nå langsomt gjennom motstandene 30, 32 samt 3I3 og kraftforsyningen frembringer følgelig den fallende del av trekantbølgen. Når kondensatoren 28 er helt utladet gjentas cyklusen med oppladning av kondensatoren 28 gjennom motstandene 30 og 32. Den bioelektrokjemiske stimuleringskrets i fig. 1 kjennetegnes ved at signalfrembringelses-frekvensen bestemmes av den hastighet hvormed kondensatoren 28 når den basis-spenningen hvor transistoren 25 blir ledende. I overensstemmelse med dette kan verdiene for den variable motstand 30, de faste mot-stander 31 og 32, kraftforsyningen samt verdien av kondensatoren 28 ansees for å være de vesentlige RC-tidsbestemmende faktorer i den krets som bestemmer driftscyklusen, det vil si trekantbølgens eller pulsens hyppighet. Som beskrevet ovenfor vil pulshyppigheten også reduseres når kraftforsyningens spenning reduseres. Dessuten vil enhver ytre belastning som legges over kondensatoren 28 gjennom kondensatoren 43 øke den tid som er nødvendig for kondensatoren for å nå opp på den spenning som er nødvendig for aktivering av transistoren 253 dersom kretsløpets frekvensbestemmende kapasitet økes. Derfor vil en økning av den ytre belastning vise seg som en reduksjon i pulshyppigheten for trekantbølgeformen som frembringes av kretsen. I overensstemmelse med dette vil pulsfrekven-sen for signalet som frembringes av kretsen i fig. 1 være omvendt proporsjonal med summen av stigningstiden og falltiden for den frembragte pulserende bølgeform. Continuing with the function of the one in fig. 1 described circuit to produce the pulsating output voltage, it is seen that when the induced voltage in the secondary winding 36 begins to decrease, the current flowing in the base electrode of the transistor 25 will also decrease, which in turn decreases the base current in the transistor 26. When the transistor 26 switches to the non-conducting state, the current in the primary winding 333 falls, which further reduces the induced secondary voltage in the winding 36. This latter self-reinforcing effect quickly switches the transistors 25 and 26 from saturation to cut-off and thereby brings the rising part of the triangular wave to termination. The voltage that was built up across the capacitor 28 during the pulse resets the emitter-base connection in the transistor 25 to the voltage level to which the capacitor 28 was previously charged. The capacitor 28 is now slowly discharged through the resistors 30, 32 and 3I3 and the power supply consequently produces the falling part of the triangular wave. When the capacitor 28 is completely discharged, the cycle of charging the capacitor 28 through the resistors 30 and 32 is repeated. The bioelectrochemical stimulation circuit in fig. 1 is characterized in that the signal generation frequency is determined by the speed with which the capacitor 28 reaches the base voltage at which the transistor 25 becomes conductive. In accordance with this, the values of the variable resistor 30, the fixed resistors 31 and 32, the power supply and the value of the capacitor 28 can be considered to be the essential RC timing factors in the circuit which determines the duty cycle, i.e. the triangle wave or pulse frequency. As described above, the pulse frequency will also be reduced when the power supply voltage is reduced. Also, any external load applied to capacitor 28 through capacitor 43 will increase the time required for the capacitor to reach the voltage required to activate transistor 253 if the circuit's frequency-determining capacity is increased. Therefore, an increase in the external load will appear as a decrease in the pulse frequency of the triangle waveform produced by the circuit. In accordance with this, the pulse frequency for the signal produced by the circuit in fig. 1 be inversely proportional to the sum of the rise time and fall time of the produced pulsating waveform.
Endelig kan det i forbindelse med beksrivelsen av kretsen i fig. 1 nevnes at en diode 44 er nødvendig for å undertrykke den store negative spenningstopp som dannes over transformatorens 34 viklinger ved avslutningen av hver puls som følge av den energi som lagres i transformatorens 34 selvinduksjon. Dersom den ikke undertrykkes vil denne spenningstopp til slutt skade transistorene 25 og 26. En kondensator 40 tjener til e redusere interferens ved å undertrykke fremmede høyfrekvente magnetiske signaler som direkte kan oppfanges av transformatorens magnetisk permeable kjerne, og som ellers kunne bevirke for tidlig utløsning av kretsen i fig. 1. Til slutt kan det nevnes at en motstand 46 tjener til å fjerne transistorenes 25 og 26 lekasjestrømmer Icbo. Dersom disee strømmer' ikke fjernes i løpet av perioden mellom pulsene, ville disse strøm-mer reflekteres i kollektoren hos transistoren 26 og økes av transistorens beta. Por de spesielt valgte transistorer ville dette ved en driftstemperatur på 35 til 40°C øke den samlete gjennomsnittlige strømbortføring i kretsen i fig. 1 atskillige prosent. Finally, in connection with the description of the circuit in fig. 1 it is mentioned that a diode 44 is necessary to suppress the large negative voltage peak which is formed across the windings of the transformer 34 at the end of each pulse as a result of the energy stored in the self-induction of the transformer 34. If it is not suppressed, this voltage peak will eventually damage the transistors 25 and 26. A capacitor 40 serves to reduce interference by suppressing extraneous high-frequency magnetic signals which can be directly picked up by the transformer's magnetically permeable core, and which could otherwise cause premature tripping of the circuit in fig. 1. Finally, it can be mentioned that a resistor 46 serves to remove the leakage currents Icbo of the transistors 25 and 26. If these currents are not removed during the period between the pulses, these currents would be reflected in the collector of the transistor 26 and increased by the transistor's beta. For the specially chosen transistors, this would, at an operating temperature of 35 to 40°C, increase the overall average current dissipation in the circuit in fig. 1 several percent.
Idet nå de alminnelige prinsipDer ved den foreliggende oppfinnelse er blitt forklart i forbindelse med den kapasitive, reaktive kobling som er vist i utformingen av fig. 1, forståes det at en reaktiv kobling i form av en induktiv kobling også kan anvendes. Dette innsees som følge av den kjennsgjerning at levende vev er et ledende medium som forklart ovenfor. Det vil i overensstemmelse med dette fremkomme en spenningsløyfe og en herav følgende indusert strøm i den utvalgte sone dersom en magnetisk fluks som har en forandringshastighet avgis til den utvalgte sone i det legeme som skal behandles. Dersom forandringshastigheten i den ene retning er vesentlig forskjellig fra forandringshastigheten i den annen retning, vil det induseres en spenning og en elektrisk strøm i den utvalgte sone, hvilken strøm og spenning får et forløp som normalt tilsvarer det som er illustrert i fig. 4. Selv om fagfolk vil forstå hvordan magnetisk fluks kan forandres for å oppfylle betingel-sene ifølge den foreliggende oppfinnelse er det i fig. 2 vist et system hvor det anvendes en induktiv koblingsmetode for å oppnå dette resultat. Now that the general principles of the present invention have been explained in connection with the capacitive, reactive coupling shown in the design of fig. 1, it is understood that a reactive coupling in the form of an inductive coupling can also be used. This is realized as a result of the fact that living tissue is a conductive medium as explained above. In accordance with this, a voltage loop and a consequent induced current will appear in the selected zone if a magnetic flux which has a rate of change is emitted to the selected zone in the body to be treated. If the rate of change in one direction is significantly different from the rate of change in the other direction, a voltage and an electric current will be induced in the selected zone, which current and voltage have a course that normally corresponds to that illustrated in fig. 4. Although those skilled in the art will understand how magnetic flux can be changed to meet the conditions of the present invention, it is in fig. 2 shows a system where an inductive coupling method is used to achieve this result.
Idet det nå henvises til fig. 2 som sammenliknes med fig. 1 Referring now to fig. 2 which is compared with fig. 1
vil det sees at de er forskjellige ved at elektroden i fig. 2 er blitt erstattet med induksjonsanordninger eller spoler 50a og 52a. Elektrodeplaten 52 er blitt utelatt, utgangskontaktpunktet 22 er forbundet med jord via en ledning 56, og en operasjonsforsterker 47 er blitt tilført kretsen. Operasjonsforsterkeren 47 forsynes med elektrisk kraft via en 68 volts strømforsyning som antydet på tegningen og er nødvendig på grunn av spolenes 50a og 52a.. økete kraftbehov sammenliknet med kraftbehovet for elektrodeplatene 50 it will be seen that they differ in that the electrode in fig. 2 has been replaced with induction devices or coils 50a and 52a. The electrode plate 52 has been omitted, the output contact point 22 is connected to ground via a wire 56, and an operational amplifier 47 has been added to the circuit. The operational amplifier 47 is supplied with electric power via a 68 volt power supply as indicated in the drawing and is necessary because of the increased power requirements of the coils 50a and 52a compared to the power requirements of the electrode plates 50
og 52 for kobling av liknende spenningsgradienter i levende vev. Spolene 50a og 52a er elektrisk og parallellforbundet og selv om and 52 for coupling similar voltage gradients in living tissue. The coils 50a and 52a are electrically connected in parallel and although
det vises to spoler kan det også anvendes en spole dersom dette måtte være ønskelig, for å utnytte den foreliggende oppfinnelseslære. Spolene 50a og 52a er anbragt ved siden av belastningen 24 two coils are shown, one coil can also be used if this is desired, in order to make use of the present invention. The coils 50a and 52a are placed next to the load 24
og er fortrinnsvis ikke i kontakt med den. Belastningen 25 representerer et lem hos en pasient under behandling, på samme måte som belastningen 24 i fig. 1 representerer en pasients lem. and is preferably not in contact with it. The load 25 represents a limb of a patient undergoing treatment, in the same way as the load 24 in fig. 1 represents a patient's limb.
Den elektriske funksjon av kretsen i fig. 2 er som sådan den samme som funksjonen for kretsen som er vist i fig. 1. Selv amplityden for den pulserende utgangsspenning som måles mellom punktene 20 og 22 er den samme i fig. 2 som i fig. 1, idet operasjonsforsterkeren 47 er innbygget som en etterkoblet operasjonsforsterker i kretsen fra fig. 2. The electrical function of the circuit in fig. 2 as such is the same as the function of the circuit shown in FIG. 1. Even the amplitude of the pulsating output voltage measured between points 20 and 22 is the same in fig. 2 as in fig. 1, the operational amplifier 47 being incorporated as a downstream operational amplifier in the circuit from fig. 2.
Det skal her forklares følgende: The following must be explained here:
(1) Det finnes en kapasitet kobling mellom en elektrode og (1) There is a capacitive connection between an electrode and
et dissosiert, ledende medium, og denne er kjent som en elektrisk dobbeltlagskapasitet. Denne kapasitet kan anvendes for overføring av energi over grenseflaten, og forutsatt at spenningen over denne grenseflaten er mindre enn eller lik den spenning hvor Paraday-reaksjonen inntrer, eller at tiden hvor det oppnås en reaksjons-spenning, er for kort til at det kan inntre en omsetning, overfø-res denne energi uten Paraday interferens mellom elektroden og det ledende, dissosierte medium som den er i kontakt med. a dissociated, conducting medium, and this is known as an electrical double layer capacity. This capacity can be used for the transfer of energy across the interface, and provided that the voltage across this interface is less than or equal to the voltage at which the Paraday reaction occurs, or that the time during which a reaction voltage is achieved is too short for it to occur a reaction, this energy is transferred without Paraday interference between the electrode and the conducting, dissociated medium with which it is in contact.
(2) Det opptrer elektriske hvirvelstrømmer i ethvert dissosiert eller elektrisk, ledende medium, hvori det finnes et med tiden varierende elektromagnetisk felt som er frembrgat ved induksjon. Denne strøm frembringes av den spenningssløyfe som alltid omslut-ter den magnetiske fluks som skifter i kraftlinjetetthet med tiden. Dersom derfor dette medium normalt er ledende kan denne induksjon anvendes for å overføre energi til mediet. (3) Effektiviteten hvormed den elektriske energi kan overføres til et slikt medium er direkte proporsjonal med komponentene for den maksimale amplityde av de elektriske signaler som fremkommer i mediet og mediets ledningsevne. (4) Nedtrengningsdybden av den elektriske energi vil være omvendt proporsjonal med frekvenskomponentene for den maksimale amplityde hos de elektriske signaler som forekommer i mediet. (2) Electric eddy currents occur in any dissociated or electrically conductive medium, in which there is a time-varying electromagnetic field produced by induction. This current is produced by the voltage loop which always encloses the magnetic flux which changes in force line density with time. If this medium is therefore normally conductive, this induction can be used to transfer energy to the medium. (3) The efficiency with which the electrical energy can be transferred to such a medium is directly proportional to the components of the maximum amplitude of the electrical signals appearing in the medium and the conductivity of the medium. (4) The penetration depth of the electrical energy will be inversely proportional to the frequency components of the maximum amplitude of the electrical signals occurring in the medium.
Basert på (1) og (3) og den kjennsgjerning at celler, vev og legemsvæsker omfatter dissosierte og elektriske ledende medier har det vist seg at man utvendig eller kunstig kan stimulere normal aktivitet eller cellehelbredelse eller vevshelbredelse hos et levende vesen såsom for eksempel av knokkelvev. Dette kan oppnås slik det vil bli forklart mer detaljert i det etterfølgende ved å frembringe en pulserende spenning i mellom elektroder som er anbragt ved det levende vesen, men ikke nødvendigvis implantert i dette. Den pulserende spenning vil når den kobles til vevet bevirke en elektrisk strøm gjennom vevet, hvilken strøm på sin side i vevet frembringer en bipolar spenning hvis ene polaritet har amplityde og frekvenskomponenter som er forskjellige fra den motsatte polaritets amplityde og frekvenskomponenter. Denne bipolare spenning antas å bevirke ovennevnte bioelektriske signal som kunstig stimu-lerer vevets helbredelse. Based on (1) and (3) and the fact that cells, tissues and body fluids comprise dissociated and electrically conductive media, it has been shown that one can externally or artificially stimulate normal activity or cell healing or tissue healing in a living being such as bone tissue . This can be achieved, as will be explained in more detail below, by generating a pulsating voltage between electrodes which are placed at the living being, but not necessarily implanted in it. The pulsating voltage, when connected to the tissue, causes an electric current through the tissue, which current in turn produces a bipolar voltage in the tissue, one polarity of which has amplitude and frequency components that are different from the amplitude and frequency components of the opposite polarity. This bipolar voltage is believed to cause the above-mentioned bioelectrical signal which artificially stimulates the healing of the tissue.
Dette kan dessuten oppnås uten å anbringe elektrodene inne i det levende vesen °P uten å frembringe noen Paraday-reaksjon ved grenseflaten mellom elektrodene og legemet. Terapeutisk virkning kan også inntre hos celler eller vev ved å anbringe elektrodene direkte på det levende vesens overflate, det vil si ved en grenseflate mellom en elektrisk leder og en elektrokjemisk leder eller med et mellom elektrodene og kroppsoverflaten anbragt dielektrisk materiale, det vil si ved en grenseflate mellom en dielektrisk lad-ningsbærer og en elektrokjemisk leder, og basert.på (4) vil over-føringen av elektrisk energi fra den pulserende spenningskilde til behandlingsområdet bli fremkalt gjennom eller over kroppsoverflåtene. Dette er særlig ønskelig når man vil fremme heling av brukkete knokler eller frakturer. This can also be achieved without placing the electrodes inside the living being °P without producing any Paraday reaction at the interface between the electrodes and the body. Therapeutic effects can also occur in cells or tissues by placing the electrodes directly on the surface of the living being, that is, at an interface between an electrical conductor and an electrochemical conductor or with a dielectric material placed between the electrodes and the body surface, that is, at a interface between a dielectric charge carrier and an electrochemical conductor, and based on (4), the transfer of electrical energy from the pulsating voltage source to the treatment area will be induced through or over the body surfaces. This is particularly desirable when you want to promote the healing of broken bones or fractures.
Basert på (2) og (3) og den kjennsgjerning at celler, vev og legemsvæsker omfatter dissosierte og elektrisk ledende medier har det vist seg at man også utenfra eller kunstig kan stimulere normal aktivitet eller helbredelse av celler eller vev hos et levende vesen samt at dette kan oppnås ved frembringelse av en pulserende spenning over en induktiv anordning som er anbragt tett ved det levende vesen. Denne induktive anordning vil frembringe et vekslende elektromagnetisk felt som varierer med tiden og som når det kobles til et levende vesen vev vil bevirke en spenningssløyfe som så Based on (2) and (3) and the fact that cells, tissues and body fluids comprise dissociated and electrically conductive media, it has been shown that normal activity or healing of cells or tissues in a living being can also be externally or artificially stimulated and that this can be achieved by generating a pulsating voltage across an inductive device which is placed close to the living being. This inductive device will produce an alternating electromagnetic field which varies with time and which, when connected to a living being's tissue, will cause a voltage loop which then
igjen induserer en elektrisk strøm gjennom vevet. Den induserte strøm vil deretter i vevet frembringe en spenning som er bipolar og hvis ene polaritets amplityde og frekvenskomponenter er forskjellige fra den annen polaritets. Denne bipolare spenning antas igjen å frembringe de ovennevnte bioelektriske signaler som kunstig sti-mulerer vevets heling eller helbredelse. Dette kan til og med oppnås i det tilfelle hvor elektroder anvendes for å koble det elektriske signal til legemet uten at den induktive anordning plasseres i kontakt med det aktuelle levende vesen. Det vil si at terapeutisk virkning kan inntre i celler eller vev hos et levende vesen ved anvendelse av den induktive anordning i nærheten av, men ikke i kontakt med det aktuelle legemets overflate, og basert på (4) vil overføringen av elektromagnetisk energi til behandlingsområdet foregå gjennom eller over det mellomliggende vev. Dette er igjen særlig ønskelig for å fremme heling ved knokkelbrudd eller fraktur. again inducing an electrical current through the tissue. The induced current will then produce in the tissue a voltage which is bipolar and whose amplitude and frequency components of one polarity are different from the other polarity. This bipolar voltage is again believed to produce the above-mentioned bioelectrical signals which artificially stimulate tissue healing. This can even be achieved in the case where electrodes are used to connect the electrical signal to the body without the inductive device being placed in contact with the relevant living being. That is to say, a therapeutic effect can occur in the cells or tissues of a living being by using the inductive device in the vicinity of, but not in contact with, the surface of the body in question, and based on (4) the transfer of electromagnetic energy to the treatment area will take place through or above the intervening tissue. This is again particularly desirable to promote healing in the event of a broken bone or fracture.
Idet det nå henvises til fig. 3 og 4 fremkommer det som nevnt ovenfor ved utgangskontaktpunktene 20 og 22 en pulserende utgangsspenning som frembringes av kretsene fra fig. 1 og 2, og som illu-streres med den i fig. 3 viste trekantbølgeform. Som nevnt er amplityden av utgangsspenningen som frembringes av kretsen i fig. 2 den samme som for den spenning som frembringes av kretsen i fig. 1, og dessuten er bølgeformen stort sett den samme, og med henblikk på forklaring vil fig. 3 også bli anvendt under henvisning til fig. 2. Referring now to fig. 3 and 4, as mentioned above, at the output contact points 20 and 22, a pulsating output voltage is generated by the circuits from fig. 1 and 2, and which is illustrated with the one in fig. 3 showed triangular waveform. As mentioned, the amplitude of the output voltage produced by the circuit in fig. 2 the same as for the voltage produced by the circuit in fig. 1, and furthermore the waveform is largely the same, and for purposes of explanation, fig. 3 can also be used with reference to fig. 2.
Bølgeformene for signalene som opptrer ved den ytre belastning i fig. 1, nemlig den ytre belastning 24, er illustrert i fig. 4. Med henblikk på forklaring vil fig. 4 også bli anvendt under henvisning til fig. 2. Derfor er bølgeformen av de signaler som opptrer i den ytre belastning 24 også illustrert i fig. 4 hvor bølgeformen derfor er representativ for både strømmens og spennings-fallets bølgeform ved belastningen 24 og 25, det vil si på vevsplan. The waveforms for the signals that occur at the external load in fig. 1, namely the external load 24, is illustrated in fig. 4. For the purpose of explanation, fig. 4 can also be used with reference to fig. 2. Therefore, the waveform of the signals appearing in the external load 24 is also illustrated in fig. 4 where the waveform is therefore representative of both the waveform of the current and the voltage drop at the load 24 and 25, that is to say at tissue level.
En fullsrendig bølgeform for utgangsspenningen ved kontaktpunktene 20 og 22 er angitt i fig. 3 av punktene RSTU. En Fourieranalyse for denne bølgeform vil vise at frekvenskomponentene ved maksimal amplityde (grunnfrekvensen og de første harmoniske fre-kvenser) er langt høyere i den del av bølgeformen som angis av punktene RST enn i den del som angis av punktene TU. A complete waveform for the output voltage at contact points 20 and 22 is shown in fig. 3 of the points RSTU. A Fourier analysis for this waveform will show that the frequency components at maximum amplitude (the fundamental frequency and the first harmonic frequencies) are far higher in the part of the waveform indicated by the points RST than in the part indicated by the points TU.
I kretsløpet i fig. 1. er elektrodeplatene 50 og 52, og i kets-løpet i fig. 2 spolene 50a- og 52a elektrisk forbundet med utgangskontaktpunktene 20 og 22 for å bevirke en elektrisk strøm i belast-ningene 24 og 25. Måten denne elektriske strøm frembringes på i hvert tilfelle vil i det etterfølgende bli nærmere forklart. Det er av fig. 4 klart at den elektriske strøm på vevsplan i den ene retning hurtig vokser fra styrken som er vist ved punktet A til en relativt større styrke ved punktet B. Strømmen faller deretter til styrken ved punktet C og fortsetter ved denne styrke inntil punktet D, og deretter -gjentas cyklusen. Den kjennsgjerning at strøm-styrken i den ene retning sterkt overskrider strømstyrken i den motsatte retning betyr at det i sonen med levende vev frembringes enten en overveiende negativ eller en overveiende positiv spenning, slik det måtte være ønskelig for å variere den normalt forekommende elektriske spenning i dette, og at vevets vekst følgelig stimule-res kunstig. Den i behandlingssonen fremherskende spenning, som enten kan være positiv eller negativ, vil bli bestemt av aktive-rings- eller drivsignalets polaritet ved henholdsvis elektrodene 50 og 52 og spolene 50a og 52a. por eksempel vil ombytting av kontaktpunktene 20 og 22 i forhold til elektrodene 50 og 52 bevirke en vending av signalene som vist i fig. 3 og 4. Den kjennsgjerning at det går en elektrisk strøm av liten størrelse i en retning som ikke er ønskelig for forandring av naturlig forekommende spenninger, eller i motvirkende retning hva angår vevsvekst, påvirker ikke i ugunstig retning de resultater av den terapeutiske behandling som oppnås med den elektriske strøm som går i den foretrukne retning og som er av en størrelsesorden som er mange ganger høyere enn den for strømmen som går i den motsatte retning. Den i fig. 4 viste 'spenning på vevsplan kan derfor ansees for å være bipolar, og den strøm som i den ene retning har langt større styrke enn i den annen frembringer under overføringen av de i fig. 1 og 2 viste kretsløps elektriske signaler til det levende vev eller vesen en spenningsforskjell som har overveiende en foretrukket polaritet for å unngå påtvunget kirurgisk, strømledende implantering av elektroder i vevet som skal behandles. Størrelsen av denne strøm er direkte proporsjonal med de relative verdier for frekvenskomponentene av den i fig. 3 viste bølgeforms maksimale amplityde. In the circuit in fig. 1. are the electrode plates 50 and 52, and in the kets course in fig. 2 the coils 50a and 52a electrically connected to the output contact points 20 and 22 to cause an electric current in the loads 24 and 25. The manner in which this electric current is produced in each case will be explained in more detail below. It is of fig. 4 it is clear that the electric current on the tissue level in one direction rapidly increases from the strength shown at point A to a relatively greater strength at point B. The current then drops to the strength at point C and continues at this strength until point D, and then - the cycle is repeated. The fact that the current strength in one direction greatly exceeds the current strength in the opposite direction means that either a predominantly negative or a predominantly positive voltage is produced in the zone of living tissue, as may be desirable in order to vary the normally occurring electrical voltage in this, and that the growth of the tissue is consequently artificially stimulated. The prevailing voltage in the treatment zone, which can either be positive or negative, will be determined by the polarity of the activation or drive signal at the electrodes 50 and 52 and the coils 50a and 52a, respectively. for example, swapping the contact points 20 and 22 in relation to the electrodes 50 and 52 will cause a reversal of the signals as shown in fig. 3 and 4. The fact that a small electrical current flows in a direction that is not desirable for changing naturally occurring voltages, or in a counterproductive direction with regard to tissue growth, does not adversely affect the results of the therapeutic treatment that are achieved with the electric current flowing in the preferred direction being of an order of magnitude many times higher than that of the current flowing in the opposite direction. The one in fig. 4 shown 'tension on tissue level can therefore be considered to be bipolar, and the current which in one direction has far greater strength than in the other produces during the transmission of those in fig. 1 and 2, the circuit's electrical signals to the living tissue or being showed a voltage difference having predominantly a preferred polarity to avoid forced surgical, current-conducting implantation of electrodes in the tissue to be treated. The size of this current is directly proportional to the relative values for the frequency components of it in fig. 3 showed the waveform's maximum amplitude.
Av det ovennevnte følger at de relativt høyere verdier for den maksimale amplitydes frekvenskomponenter i den del av bølgeformen i fig. 3 som beskrives av punktene RST vil gi seg uttrykk i en stor totalverdi for den i belastningen (24 eller 25) frembragte strøm, der som vist i fig. 4 er angitt ved punktene ABC. Den positive retning av denne frembragte strøm, hvis bølgeform angis ved punktene A, B, C i fig. 4 gjenspeiler den oppadgående retning for den i fig. 3 viste signalstrek eller drivbølgeforms helling eller forandringshastighet. Tilsvarende vil de relativt lave verdier av frekvenskomponentene ved maksimal amplityde, og som forekommer i den del av bølgeformen i fig. 3 som angis ved punktene TU, gi seg uttrykk i den lave totale størrelse av den frembragte strømstyrke i belastningen 24 eller 25, som i fig. 4 er angitt ved punktene C-D. Den negative retning av denne frembragte strøm hvis bølgeform i fig. 4 er angitt ved punktene C, D, uttrykker resultatet av den nedadgå-ende retning av den i fig. 3 viste drivbølgeforms helling eller for-andringshasiighet. It follows from the above that the relatively higher values for the frequency components of the maximum amplitude in the part of the waveform in fig. 3 which is described by the points RST will be expressed in a large total value for the current produced in the load (24 or 25), where as shown in fig. 4 is indicated by the points ABC. The positive direction of this generated current, whose waveform is indicated by points A, B, C in fig. 4 reflects the upward direction of that in fig. 3 showed signal line or drive waveform slope or rate of change. Correspondingly, the relatively low values of the frequency components at maximum amplitude, and which occur in the part of the waveform in fig. 3 which is indicated by the points TU, is expressed in the low total magnitude of the produced current strength in the load 24 or 25, as in fig. 4 is indicated by points C-D. The negative direction of this generated current whose waveform in fig. 4 is indicated by points C, D, expresses the result of the downward direction of that in fig. 3 showed the drive waveform slope or rate of change.
Av det foregående vil det forståes at den i belastningen 24 og 25 frembragte strømstyrke er frembragt på en slik måte at den gir uttrykk for de relative verdier av frekvenskomponentene ved maksimal amplityde som er avbildet i fig. 3. Det vil si at en Fourieranalyse av bølgeformen i fig. 4 vil vise at frekvenskomponentene med maksimal amplityde er av langt høyere frekvens i den del av bølge-formen som angis ved punktene A, B, C enn i den del som angis ved punktene C, D. Videre kan det av fig. 4 sees at det frembringes en spenning på vevsplan som er bipolar med en amplityde og med frekvenskomponenter, hvis ene polaritet er forskjellig fra den annen polaritet, og at den maksimale amplityde av signalene i fig. 4 frem- From the foregoing, it will be understood that the amperage produced in the load 24 and 25 is produced in such a way that it expresses the relative values of the frequency components at maximum amplitude which is depicted in fig. 3. That is, a Fourier analysis of the waveform in fig. 4 will show that the frequency components with maximum amplitude are of a much higher frequency in the part of the waveform indicated by points A, B, C than in the part indicated by points C, D. Furthermore, it can be seen from fig. 4 it can be seen that a voltage is produced on tissue level which is bipolar with an amplitude and with frequency components, one polarity of which is different from the other polarity, and that the maximum amplitude of the signals in fig. 4 forward
kommer ved punktet B. arrives at point B.
Idet det nå igjen henvises til fig. 1 sees det at anbring-elsen av elektrodene i forhold til den ønskete behandlingssone eller i forhold til skaden er slik at elektroden med den største strømtetthet, det vil si den minste elektrode, er nærmest det område hvor den terapeutiske behandling ønskes. I blant vil i det etterfølgende elektroden 52 bli kalt arbeidselektroden. Den annen elektrode, elektroden 50, som i det etterfølgende i blant vil bli kalt motelektroden er utformet for minimal strømtetthet for derved som det vil bli forklart senere å unngå eventuell motvirkning av helings- eller helbredelsesvirkningen ved denne elektrode, og for å holde bivirkninger såsom nerveskade, på et minimum, er denne plassert med henblikk på optimal spenningsfordeling. Elektrodene 50 og 52 kan være oppbygget av et vilkårlig ledende eller halvledende materiale. Fordringene til elektrodematerialet er: (1) at det ikke reagerer på huden og for eksempel bevirker infeksjon eller hevelse, (2) at det ikke polariserer for kraftig til at heling kan inntre når legemsvæsker er til stede, slik at det ønskete energi-og frekvensinnhold av signalene på celle- eller vevsplan kan stå til rådighet på det rette sted. As reference is now again made to fig. 1 it can be seen that the placement of the electrodes in relation to the desired treatment zone or in relation to the damage is such that the electrode with the greatest current density, that is the smallest electrode, is closest to the area where the therapeutic treatment is desired. In the following, the electrode 52 will be called the working electrode. The second electrode, the electrode 50, which will be called the counter electrode in the following, is designed for minimal current density, thereby, as will be explained later, to avoid any counteraction of the healing or healing effect of this electrode, and to keep side effects such as nerve damage , at a minimum, this is placed with a view to optimal voltage distribution. The electrodes 50 and 52 can be made up of any conductive or semi-conductive material. The requirements for the electrode material are: (1) that it does not react to the skin and, for example, cause infection or swelling, (2) that it does not polarize too strongly for healing to occur when body fluids are present, so that the desired energy and frequency content of the signals at cell or tissue level can be available in the right place.
Sølv er det foretrukne materiale for utforming av elektrodene 50 og 52, men andre egnete materialer kan også anvendes. Silver is the preferred material for designing the electrodes 50 and 52, but other suitable materials can also be used.
Det skal her bemerkes at elektrodene 50 og 52 kan anbringes i direkte fysisk kontakt med epiteloverflåtene av det legeme som er under behandling, og i dette tilfelle vil en slik fysisk kontakt være en elektrisk-elektrokjemisk grenseflate, eller også It should be noted here that the electrodes 50 and 52 can be placed in direct physical contact with the epithelial surfaces of the body being treated, and in this case such physical contact will be an electrical-electrochemical interface, or
kan et egnet dielektrisk materiale, såsom for eksempel "Mylar" eller sogar luft, anbringes mellom elektrodene og legemets epi-teloverf late , og i dette tilfelle vil en slik fysisk kontakt være en dielektrisk-elektrokjemisk grenseflate. a suitable dielectric material, such as for example "Mylar" or even air, can be placed between the electrodes and the body's epithelial surface, and in this case such a physical contact will be a dielectric-electrochemical interface.
I tilfellet med elektrisk-elektrokjemisk grenseflate velges den maksimale spenning eller den tid hvor denne avgis til en gitt elektrode, ifølge den foreliggende oppfinnelse slik at det unngås Faraday-reaksjoner. Målt mellom elektrodene 52 og 50 er den maksimale spenning som avgis mellom elektrodene 50 og 52 med fordel i området ca. 0,8 volt til ca. 1,0 volt i den positive retning og i området ca. 0,0 volt til ca. -0,1 volt i den negative retning. In the case of an electrical-electrochemical interface, the maximum voltage or the time during which this is emitted to a given electrode is selected, according to the present invention, so that Faraday reactions are avoided. Measured between the electrodes 52 and 50, the maximum voltage emitted between the electrodes 50 and 52 is advantageously in the range of approx. 0.8 volts to approx. 1.0 volts in the positive direction and in the range approx. 0.0 volts to approx. -0.1 volts in the negative direction.
Disse Faraday-reaksjoner kan omfatte lokale forandringer i pH verdien, lokale forandringer av tonisitet (såkalt osmolaitet), destruksjon av nødvendige proteiner, lipider o.s.v. eller elektro-lyse i den fysiologiske saltoppløsning ved utvikling av de gasser som inngår i denne ( E^, Cl^ og 0^). These Faraday reactions can include local changes in the pH value, local changes in tonicity (so-called osmolality), destruction of necessary proteins, lipids, etc. or electrolysis in the physiological salt solution by evolution of the gases included in this (E^, Cl^ and 0^).
Dersom arbeidselektroden må påtrykkes en normalt uønsket høy spenning, det vil si over ca. 1 volt, for å bevirke den ønskete heling i vevsonen, kan vevets nekrose eller andre skadelige vevs-effekter unngås bare ved å holde arbeidselektroden på denne unor-malt høye spenning i et tidsrom som er mindre enn det. som er nød-vendig for at Faraday-reaksjoner kan opptre. Den nøyaktige øvre grense for. tidsrommet vil avhenge av spenningsfallet, over. grenseflaten mellom .arbeidselektrode og vev. Dette sistnevnte spenningsfall er. ikke direkte målbart. Imidlertid kan man oppnå et målbart spenningsfall mellom arbeidselektroden og en referanseelektrode. Dette målbare spenningsfall er sammensatt av to.komponenter, nemlig spenningsfallet over grenseflaten mellom arbeidselektroden og vevet, hvilken spenning er ansvarlig for nærværet av Faraday-reaksjoner, og det spenningsfall som forårsakes av spenningsfallet over det vev som ligger mellom arbeids- og referanseele.ktro.den.. Uttrykt ved det målbare spenningsfall er derfor den tillatelige tidsperiodes øvre grense avhengig av følgende faktorer: Arbeidselektrodens areal og geometri, vevets geometri og ledningsevnen mellom arbeids- og referanseelektroden, hvilke alle er medbestemmende for spenningsfallet over dette vevsvolum. Spenningsfallet på grunn av vevets og legemsvæskenes impedans vi.l når dette når dette vek-torialt subtraheres fra det målte spenningsfall mellom arbeids- og referanseelektrodene, gi spenningsfallet over grenseflaten mellom arbeidselektroden og vevet. Sistnevnte spenningsfall vil på sin side være et uttrykk.for de viktigste elektrokjemiske omsetninger ved denne grenseflate og følgelig også deres kinetiske reaksjonshastigheter. Av deres hastigheter kan det igjen utledes den maksimale tid, det vil si tidsperiodens øvre grense, hvor det kan til-lates at arbeidselektroden har et spenningsfall som er større enn det som vil innlede Faraday-reaksjoner ved grenseflaten mellom arbeidselektroden og vevet i lange tidsrom. Med en arbeidselektrodespenning på fra henholdsvis ca. 1 volt til ca. 100 volt målt i forhold til en reversibel hydrogenelektrode (RHE) i samme elektrolytt, det vil si vev, kan arbeidselektroden hensiktsmessig bare bibe-holde disse spenninger i henholdsvis ca. 500 mikrosekunder til ca. henholdsvis 1 nanosekund med et arbeidselektrodeareal på 1 cm , før skadelige Faraday-reaksjoner inntrer ved arbeidselektrodens grenseflate med vevet. If the working electrode has to be applied a normally undesirable high voltage, i.e. over approx. 1 volt, to effect the desired healing in the tissue zone, tissue necrosis or other deleterious tissue effects can be avoided simply by holding the working electrode at this abnormally high voltage for a period of time less than that. which is necessary for Faraday reactions to occur. The exact upper limit for. the time period will depend on the voltage drop, above. the interface between .working electrode and tissue. This latter voltage drop is not directly measurable. However, a measurable voltage drop can be achieved between the working electrode and a reference electrode. This measurable voltage drop is composed of two components, namely the voltage drop across the interface between the working electrode and the tissue, which voltage is responsible for the presence of Faraday reactions, and the voltage drop caused by the voltage drop across the tissue lying between the working and reference electrodes. the.. Expressed by the measurable voltage drop, the permissible time period's upper limit is therefore dependent on the following factors: The working electrode's area and geometry, the tissue's geometry and the conductivity between the working and reference electrodes, all of which are co-determining for the voltage drop across this tissue volume. The voltage drop due to the impedance of the tissue and body fluids when this is vectorially subtracted from the measured voltage drop between the working and reference electrodes, give the voltage drop across the interface between the working electrode and the tissue. The latter voltage drop will in turn be an expression of the most important electrochemical reactions at this interface and consequently also their kinetic reaction rates. From their speeds, the maximum time can again be derived, i.e. the upper limit of the time period, where it can be allowed for the working electrode to have a voltage drop that is greater than that which will initiate Faraday reactions at the interface between the working electrode and the tissue for long periods of time. With a working electrode voltage of from approx. 1 volt to approx. 100 volts measured in relation to a reversible hydrogen electrode (RHE) in the same electrolyte, i.e. tissue, the working electrode can appropriately only maintain these voltages for approx. 500 microseconds to approx. respectively 1 nanosecond with a working electrode area of 1 cm, before harmful Faraday reactions occur at the working electrode's interface with the tissue.
For en arbeidselektrodespenning fra ca. -0,01 volt til ca. For a working electrode voltage from approx. -0.01 volts to approx.
-100 volt målt i forhold til RHE1 en i samme elektrolytt, det vil si vev, kan arbeidselektroden tilsvarende bare forbli ved disse potensialer i henholdsvis ca. 50 mikrosekunder til ca. 1 nano- -100 volts measured in relation to RHE1 one in the same electrolyte, i.e. tissue, the working electrode can correspondingly only remain at these potentials for approx. 50 microseconds to approx. 1 nano-
o 2 and 2
sekund ved et arbeidselektrodeareal pa 1 cm før det inntrer skadelige Faraday-reaksjoner ved grenseflaten mellom arbeidselektroden og vevet. second at a working electrode area of 1 cm before harmful Faraday reactions occur at the interface between the working electrode and the tissue.
Som et sammendrag på det ovennevnte og ifølge oppfinnelsen kan det anføres at Faraday-reaksjoner unngås i tilfelle med en elektrisk-elektrokjemisk grenseflate ved en uønsket høy spenning som påføres elektrodevevsgrenseflaten i et tidsrom, som ikke overskrider fra 500 mikrosekunder til ca. 1 nanosekund pr. cm<2 >elektrodeoverflate, idet nevnte Faraday-reaksjoner har tidskon-stanter som er meget lengre enn de som gjelder for opplading og utlading av dobbeltlagskapasiteten. Når denne tidsrom- eller frekvensbegrensning ikke kan oppfylles er det nødvendig at amplityden for den spenning som måles over arbeidselektroden og en RHE i samme elektrolytt (vev) ikke overskrider +0,8 til +1,0 volt i den positive retning eller ca. 0,0 volt til ca. -0,1 volt målt mellom arbeidselektroden og en hydrogenreferanseelektrode i samme elektrolytt i den negative retning for å unngå de ovennevnte Faraday-reaksjoner. Disse spenningsbegrensninger gjelder for de elektroder, det vil si platinagruppemetaller, hvis ioner ikke går i oppløsning i noen vesentlig grad når spenningen forandres fra elektrodens normale likevekt- eller standardspenning. Et smalere, det vil si mer begrenset spenningsområde må anvendes for de fleste andre'elektrodetyper. As a summary of the above and according to the invention, it can be stated that Faraday reactions are avoided in the case of an electrical-electrochemical interface by an undesired high voltage applied to the electrode tissue interface for a period of time, which does not exceed from 500 microseconds to approx. 1 nanosecond per cm<2 >electrode surface, as the Faraday reactions mentioned have time constants that are much longer than those that apply to charging and discharging the double layer capacity. When this time or frequency limitation cannot be met, it is necessary that the amplitude of the voltage measured across the working electrode and a RHE in the same electrolyte (tissue) does not exceed +0.8 to +1.0 volts in the positive direction or approx. 0.0 volts to approx. -0.1 volts measured between the working electrode and a hydrogen reference electrode in the same electrolyte in the negative direction to avoid the above-mentioned Faraday reactions. These voltage limitations apply to those electrodes, i.e. platinum group metals, whose ions do not dissociate to any significant extent when the voltage is changed from the electrode's normal equilibrium or standard voltage. A narrower, i.e. more limited voltage range must be used for most other electrode types.
I tilfellet ved dielektrisk-elektrokjemisk grenseflate foreligger problemet med Faraday-reaksjoner ikke ved legemets epiteloverflater. In the case of the dielectric-electrochemical interface, the problem of Faraday reactions does not exist at the body's epithelial surfaces.
Idet det nå igjen henvises til fig. 1, 3 og 4, forekommer den pulserende utgangsspenning som frembringes av kretsen i fig. 1, som anført ovenfor ved utgangskontaktpunktene 20 og 22, og som nevnt ovenfor er utgangsspenningen illustrert ved sagtann- eller trekantbølgeformen som er vist i fig. 3. Den pulserende utgangsspenning er en vekselstrøm og kapasitivt koplet til elektrodene 50 og 52 via kondensatoren 43. Denne koplingstype sikrer at det ikke forekommer noen likestrømskomponenter ved kontaktpunktene 20 og 22. Kondensatoren 43 kan utelates i de tilfeller hvori elektrodene 50 op, 52 har et dielektrisk materiale mellom seg og de flater som de er knyttet til, av den grunn at det effektivt dannes en kondensator ved elektroden, det dielektriske materiale og legemsover-flaten i hvert tilfelle. Den derved dannete kondensator vil effektivt blokere likestrømskomponenter. As reference is now again made to fig. 1, 3 and 4, the pulsating output voltage produced by the circuit in fig. 1, as indicated above at the output contact points 20 and 22, and as mentioned above, the output voltage is illustrated by the sawtooth or triangular waveform shown in fig. 3. The pulsating output voltage is an alternating current and capacitively coupled to the electrodes 50 and 52 via the capacitor 43. This type of coupling ensures that no direct current components occur at the contact points 20 and 22. The capacitor 43 can be omitted in those cases in which the electrodes 50 op, 52 have a dielectric material between them and the surfaces to which they are attached, for the reason that a capacitor is effectively formed at the electrode, the dielectric material and the body surface in each case. The resulting capacitor will effectively block DC components.
Vanligvis fremkommer strømmen på vevsplan med den i fig. 4 viste strømbølgeform ved at utgangsspenningen som forekommer ved kontaktpunktene 20 og 22 legges over en kondensator som er i serie og/eller parallelt med en impedans. Kondensatoren dannes av den dobbeltlagskondensator som forekommer mellom elektrodeplatene 50 Usually, the flow on tissue level appears with the one in fig. 4 showed a current waveform in that the output voltage occurring at the contact points 20 and 22 is placed over a capacitor which is in series and/or parallel with an impedance. The capacitor is formed by the double-layer capacitor that occurs between the electrode plates 50
og 52 som er anbragt på legemets overflater og de dissosierte stof-fer i vevsvæskene. Impedansen er vevets impedans overfor ionebeve-gelse gjennom vevet og alle andre involverte elektrokjémiske prosesser, det vil si redoksprosesser, adsorpsjons- og desorpsjons-prosesser. Den bipolare spenning på vevsplan, hvis spennings fall-bølgeform fremgår av fig. 4, er resultatet av det spenningsfall som bevirkes av strømmen gjennom, vevets og legemsvæskenes impedans. and 52 which are placed on the body's surfaces and the dissociated substances in the tissue fluids. The impedance is the tissue's impedance to ion movement through the tissue and all other electrochemical processes involved, i.e. redox processes, adsorption and desorption processes. The bipolar voltage at the tissue level, whose voltage drop waveform appears in fig. 4, is the result of the voltage drop caused by the flow through, the impedance of the tissue and body fluids.
Det antas at det i fig. 1 viste apparat fungerer for det aktuelle formål, idet strømstyrken og amplityden av den fremkomne bipolare spenning på vevsplan, den spisse topp Y i fig. 4, er høyere enn det som er nødvendig for å frembringe den ønskete stimulering under trekantpulsens oppadgående del, det vil si større enn nødven-dig for å frembringe det bioelektriske signal. Strømstyrken og amplityden av den bipolare spenning som i fig. 4 er angitt ved punktene C, D, og som begge frembringes på vevsplan, er under de nivåer som er nødvendige for å bevirke stimulering, det vil si under det nivå som bevirker det bioelektriske signal. It is assumed that in fig. The apparatus shown in 1 works for the purpose in question, as the current strength and the amplitude of the resulting bipolar voltage on tissue level, the pointed peak Y in fig. 4, is higher than what is necessary to produce the desired stimulation during the ascending part of the triangular pulse, that is to say greater than necessary to produce the bioelectric signal. The current strength and the amplitude of the bipolar voltage as in fig. 4 is indicated at points C, D, and both of which are produced at the tissue level, are below the levels necessary to cause stimulation, that is to say below the level that causes the bioelectrical signal.
Som følge av dette forekommer elektrodeplaten 50 eller 52, som er nærmest den ønskete behandlingssone å være negativ eller positiv i forhold til de tilstøtende celler eller vev. Dette resultat oppnås på tross av den kjennsgjerning at den gjennomsnittlige strøm som går gjennom systemet er null. Den forutgående utvelgelse av området for elektroden med positiv eller negativ polaritet med hensyn til de tilstøtende kroppsoverflater vil bli forklart mer detaljert i det etterfølgende. Normalt er imidlertid en av elektrodeplatene 50 eller 52 anbragt nærmere den ønskete behandlingssone enn den annen elektrodeplate. Elektrodeplatenes 50 og 52 foretrukne posisjon er tett ved epiteloverflåtene hos det levende vesen eller pasienten som behandles. Betegnelsen tett ved betyr slik den anvendes her, tett liggende, tilgrensende, berørende eller tilstøtende. Når for eksempel platene 50 og 52 er i direkte fysisk kontakt med kropps-overflatene vil platene berøre kroppsoverflaten, mens derimot platene vil være tett ved eller nær det vil si i umiddelbar nærhet av kroppsoverflaten når et dielektrisk materiale er anbragt mellom platene og kroppsoverflåtene. As a result, the electrode plate 50 or 52, which is closest to the desired treatment zone, appears to be negative or positive in relation to the adjacent cells or tissue. This result is achieved despite the fact that the average current passing through the system is zero. The prior selection of the area for the electrode of positive or negative polarity with respect to the adjacent body surfaces will be explained in more detail below. Normally, however, one of the electrode plates 50 or 52 is placed closer to the desired treatment zone than the other electrode plate. The preferred position of the electrode plates 50 and 52 is close to the epithelial surfaces of the living being or patient being treated. The term close to means as used here, closely lying, adjoining, touching or adjacent. When, for example, the plates 50 and 52 are in direct physical contact with the body surfaces, the plates will touch the body surface, while, on the other hand, the plates will be close to or close, that is, in the immediate vicinity of the body surface when a dielectric material is placed between the plates and the body surfaces.
Det er imidlertid klart at elektrodene 50 og '52 også kan utformes slik at de kan implanteres i behandlingssonen. Det vil si at begge elektroder kan være utformet som nåleelektroder, eller alternativt kan den ene utformes som en nål og en annen elektrode som en plate. Den foretrukne plassering av elektrodene er imidlertid utvendig i forhold til det levende vesens epitelium. En fremgangsmåte uten inntrengning foretrekkes, idet de signaler som på denne måte frembringes av kretsen i fig. 1 kan kobles til behandlingssonen uten å frembringe en diskontinuitet i epitelet, hvorved risiko for overfladisk eller dyptgående infeksjon hos pasienten som er under behandling unngås. However, it is clear that the electrodes 50 and '52 can also be designed so that they can be implanted in the treatment zone. That is, both electrodes can be designed as needle electrodes, or alternatively one can be designed as a needle and another electrode as a plate. The preferred location of the electrodes is, however, external to the epithelium of the living being. A method without intrusion is preferred, since the signals produced in this way by the circuit in fig. 1 can be connected to the treatment zone without creating a discontinuity in the epithelium, whereby the risk of superficial or deep infection in the patient undergoing treatment is avoided.
Det skal her også forklares at selv om et batteri med en eller flere elektrokjemiske celler er den foretrukne utforming for kraftforsyningen 23 kan også andre egnete kjente elektriske kraftforsyninger anvendes. Hele kretsen i fig. 1 dersom det er ønskelig inn-støpes i en støpemasse som er forenlig med kroppens miljø, med eller uten innbygging av kraftforsyningen. I det sistnevnte tilfelle kan kraftforsyningen være elektrisk forbundet med den elektriske krets ved hjelp av egnete kontaktpunkter som er anbragt i innstøpningen. Derved blir det mulig at batteriet om nødvendig kan utskiftes under behandling og at de elektroniske kretskomponenter kan anvendes igjen, noe som ellers ikke ville være tilfelle dersom batteriene var innstøpt sammen med komponentene ved fremstillingen av kretsen fra fig. 1. Ytterligere kan en av elektrodene 50 eller 52 utformes som en plate som er festet til innstøpningen som inn-kapsler de elektroniske komponenter. I dette tilfelle skal platen selvfølgelig være hensiktsmessig forbundet med elektronikken inne i innstøpningen. Tilsvarende kan en av eller begge elektrodene 50. eller 52 utformes etter en skinne, veggen av en skinne, en gipsinn-støpning eller en bandasje som ligger om behandlingssonen. Det skal her også nevnes at kretsen i fig. 1 også kan innstøpes eller innleires i et materiale som er upåvirkbart av og ikke selv påvirker de materialer som anvendes til dannelse av et brukket eller frakturert lems innstøpning og andre legemsdelers innstøpning. Årsaken til dette er at kretsen fra fig. 1 dersom det er ønskelig kan innleires i innstøpningen for å fiksere eller understøtte lemmet eller den andre legemsdel, som har en- brukket eller frakturert It must also be explained here that although a battery with one or more electrochemical cells is the preferred design for the power supply 23, other suitable known electrical power supplies can also be used. The entire circuit in fig. 1, if desired, is cast in a molding compound that is compatible with the body's environment, with or without incorporating the power supply. In the latter case, the power supply can be electrically connected to the electrical circuit by means of suitable contact points placed in the embedment. This makes it possible that the battery can be replaced during treatment if necessary and that the electronic circuit components can be used again, which would not otherwise be the case if the batteries were embedded together with the components during the production of the circuit from fig. 1. Furthermore, one of the electrodes 50 or 52 can be designed as a plate which is attached to the embedment which encapsulates the electronic components. In this case, the plate must of course be appropriately connected to the electronics inside the embedment. Correspondingly, one or both of the electrodes 50 or 52 can be designed after a rail, the wall of a rail, a plaster cast or a bandage that lies around the treatment zone. It should also be mentioned here that the circuit in fig. 1 can also be embedded or embedded in a material that is unaffected by and does not itself affect the materials used to form the embedding of a broken or fractured limb and the embedding of other body parts. The reason for this is that the circuit from fig. 1, if desired, can be embedded in the casting to fix or support the limb or the other body part, which has been broken or fractured
knokkel. bone.
Den innstøpte eller innkapslete krets fra fig. 1 kan dersom det er ønskelig også implanteres fullstendig i legemet til pasienten som er under behandling. I dette tilfelle kan det også anvendes et belegg av silikonkautsjuk og liknende materiale. Det vil si at innleiringsmaterialet kan ha en papirtynn hinne av silikonkaut-sj uk formet om seg. The embedded or encapsulated circuit of FIG. 1 can, if desired, also be completely implanted in the body of the patient undergoing treatment. In this case, a coating of silicone rubber and similar material can also be used. That is, the embedding material can have a paper-thin film of silicone rubber formed around it.
De i fig. 2 viste spoler 50a og 52a kan konstrueres av et vilkårlig ledende eller halvledende materiale. De viktigste krav til spolene er: (1) at disse plasseres slik at de ikke nødvendigvis berører de involverte legemsoverflater og slik, at det tilhørende elektromagnetiske felt som frembringes av disse, mens dette varierer,, frembringer spenningssløyger og induserer hvirvelstrømmer i de ønskete områder, og (2) at spolene er konstruert av et materiale som ikke har noen vesentlig impedans overfor den elektriske strøm ved de spenningsgradienter som normalt opptrer i denne krets. Those in fig. 2 shown coils 50a and 52a can be constructed from any conductive or semi-conductive material. The most important requirements for the coils are: (1) that these are placed so that they do not necessarily touch the body surfaces involved and so that the associated electromagnetic field produced by these, while this varies, produces voltage loops and induces eddy currents in the desired areas, and (2) that the coils are constructed of a material that has no significant impedance to the electric current at the voltage gradients that normally occur in this circuit.
Den foretrukne utforming av spolene 50a og 52a er i sølv, selv om andre egnete materialer, såsom kobber kan anvendes. The preferred design of coils 50a and 52a is silver, although other suitable materials such as copper may be used.
Spolene anbringes fortrinnsvis slik i forhold til skaden at de mest konsentrerte elektromagnetiske kraftlinjer går gjennom skadeområdet under rette vinkler med den foretrukne strømretning, slik det vil bli forklart mer detaljert i det etterfølgende. Disse spoler er også fortrinnsvis utformet og anbragt slik at de sprer strømmen, det vil si gjør strømtettheten liten, i de områder av legemet eller i det omliggende vev som ikke er i umiddelbar nærhet av skadeområdet for å redusere eventuelle bivirkninger som for eksempel negativ helingsvirkning. The coils are preferably placed in such a way in relation to the damage that the most concentrated electromagnetic lines of force pass through the damage area at right angles to the preferred current direction, as will be explained in more detail below. These coils are also preferably designed and placed so that they spread the current, i.e. make the current density small, in the areas of the body or in the surrounding tissue that are not in the immediate vicinity of the damaged area in order to reduce any side effects such as, for example, a negative healing effect.
Idet det nå henvises til fig. 2, 3 og 4, fremkommer det som nevnt over kontaktpunktene 20 og 22 i kretsen fra fig. 2 en pulserende utgnagsspenning som illustrert ved trekantbølgeformen som er vist i fig. 3. Som nevnt ovenfor er amplityden av utgangsspenningen som frembringes av kretsen fra fig. 2, den samme som den amplityde som frembringes av kretsen fra fig. 1, og dessuten er bøl-geformen stort sett den samme, og fig. 3 og 4 vil igjen på dette punkt bare bli anvendt under henvisning til fig. 2 i forklarende hensikt. Den pulserende utgangsspenning er kapasitivt koblet til operasjonsforsterkeren 47 via kondensatoren 43. Kondensatoren 43 kan faktisk dersom det er ønskelig utelates i kretsen fra fig. 2, idet det ikke kan forekomme noen likestrømskomponenter i belastningen 25 på grunr av utgangsspenningens induktive kobling til belastningen 25 i dette tilfelle. Referring now to fig. 2, 3 and 4, it appears as mentioned above the contact points 20 and 22 in the circuit from fig. 2 a pulsating output voltage as illustrated by the triangular waveform shown in FIG. 3. As mentioned above, the amplitude of the output voltage produced by the circuit of fig. 2, the same as the amplitude produced by the circuit of FIG. 1, and furthermore the waveform is largely the same, and fig. 3 and 4 will again at this point only be used with reference to fig. 2 for explanatory purposes. The pulsating output voltage is capacitively coupled to the operational amplifier 47 via the capacitor 43. The capacitor 43 can actually, if desired, be omitted in the circuit from fig. 2, as no direct current components can occur in the load 25 due to the inductive coupling of the output voltage to the load 25 in this case.
Som et resultat av at den pulserende utgangsspenning eller trekantbølgeformen legges over spolen 50a og 52a frembringes det i spolene 50a og 52a en pulserende strøm som i nærheten av belastningen 25 bevirker et pulserende tidsvariabelt elektromagnetisk felt som er et modulert elektromagnetisk felt med trekantbølgeform og som er koblet til belastningen 25 ved hjelp av spolenes plassering i forhold til belastningen 25. As a result of the pulsating output voltage or triangular waveform being applied across the coils 50a and 52a, a pulsating current is produced in the coils 50a and 52a which causes a pulsating time-varying electromagnetic field in the vicinity of the load 25 which is a modulated electromagnetic field of triangular waveform and which is coupled to the load 25 by means of the position of the coils in relation to the load 25.
Bølgeformen av signalene som fremkommer i belastningen 25 er som nevnt ovenfor illustrert i fig. 4. Den i fig. 4 illustrerte bølgeform representerer som nevnt ovenfor spenningsfallet og de induserte strømbølgeformer på vevsplan. Fagfolk på området vil forstå at bemerkningene som er gjort ovenfor med hensyn til bølge-formene som er vist i fig. 3 og 4, når det gjelder bipolariteten av den spenning som fremkommer ved belastningen og når det gjelder en Fourieranalyse av disse bølgeformer ville vise, passer med dette. The waveform of the signals appearing in the load 25 is, as mentioned above, illustrated in fig. 4. The one in fig. 4 illustrated waveform represents, as mentioned above, the voltage drop and the induced current waveforms at tissue level. Those skilled in the art will appreciate that the remarks made above with respect to the waveforms shown in FIG. 3 and 4, in terms of the bipolarity of the voltage arising from the load and in terms of a Fourier analysis of these waveforms would show, fits with this.
Vanligvis fremkommer spenningssløyfen på vevsplanet ved på-trykning av det modulerte, trekantbølgeformete elektromagnetiske felt som frembringes av spolene 50a og 52 a gjennom vevet vinkelrett på den ønskete strømretning på vevsplan. Denne spenningssløyfe frembringer en strøm som på sin side bevirker den bipolare spenning på vevsplan. Spenningsfallet og strømmens bølgeform som fremgår av fig. 4, er resultatet av spenningsfallet som frembringes av strøm-men som går gjennom vevets og legemsvæskenes impedans. Typically, the tension loop is produced on the tissue plane by application of the modulated, triangular wave-shaped electromagnetic field produced by the coils 50a and 52a through the tissue perpendicular to the desired current direction on the tissue plane. This voltage loop produces a current which in turn causes the bipolar voltage at tissue level. The voltage drop and the current waveform as shown in fig. 4, is the result of the voltage drop produced by the current, which passes through the impedance of the tissue and body fluids.
Det antas at apparatet i fig. 2 oppfyller nevnte formål, idet den på vevsplan frembragte bipolare spennings amplityde (dens spisse topp B i fig. 4) i trekantbølgens voksende del X i fig. 3 It is assumed that the apparatus in fig. 2 fulfills said purpose, as the amplitude of the bipolar voltage produced at tissue level (its pointed peak B in fig. 4) in the growing part X of the triangular wave in fig. 3
i dens stigningstid er over den størrelse som er nødvendig for å frembringe det bioelektriske signal. Størrelsen av strømmen og amplityden av den bipolare spenning vist i fig. 4 ved punktene C, D, som frembringes på vevsplan i trekantbølgens falltid eller avta-kende del Z i fig. 3 er lavere enn det nivå som er nødvendig for å bevirke stimulering, det vil si lavere enn det nivå som er nød-vendig for å bevirke det bioelektriske signal. Som følge av dette oppfatter mellomliggende celler spenningsfallet gjennom vevet som en polaritet som er knyttet til vevet, det vil si at den ene ende in its rise time is above the size necessary to produce the bioelectric signal. The magnitude of the current and the amplitude of the bipolar voltage shown in fig. 4 at the points C, D, which are produced on tissue plane in the falling time of the triangular wave or decreasing part Z in fig. 3 is lower than the level necessary to cause stimulation, that is to say lower than the level necessary to cause the bioelectrical signal. As a result, intermediate cells perceive the voltage drop through the tissue as a polarity associated with the tissue, i.e. that one end
eller del av sonen som er under behandling, synes for de mellomliggende celler å være positiv, mens den annen ende eller del synes å være negativ, selv om gjennomsnittstrømmen som går gjennom systemet or part of the zone under treatment appears to the intermediate cells to be positive, while the other end or part appears to be negative, even though the average current passing through the system
er null. is zero.
Det skal her nevnes at spolene 50a og 52a vanligvis er plassert slik i forhold til den ønskete stimuleringssone at den elektromagnetiske feltstyrke blir maksimal i denne sone. Den foretrukne plassering av spolene 50a og 52a er like ved, men ikke nødvendig-vis i berøring med hudens overflate hos pasienten som er under behandling, men spolene 50a og 52a kan også dersom det er ønskelig få en slik utforming, at disse kan anbringes på overflaten av pasientens hud, eller en utforming som gjør at disse kan implanteres i behandlingssonen. Begge spoler kan utformes som flattrykte spoler med tilspissete kanter, eller alternativt kan den ene ha den forannevnte geometri, mens den annen spole kan utformes som en liten ferritkjerneinduktor. It should be mentioned here that the coils 50a and 52a are usually positioned in such a way in relation to the desired stimulation zone that the electromagnetic field strength is maximum in this zone. The preferred location of the coils 50a and 52a is close to, but not necessarily in contact with, the surface of the skin of the patient undergoing treatment, but the coils 50a and 52a can also, if desired, have such a design that they can be placed on the surface of the patient's skin, or a design that allows these to be implanted in the treatment zone. Both coils can be designed as flattened coils with pointed edges, or alternatively one can have the aforementioned geometry, while the other coil can be designed as a small ferrite core inductor.
Det skal her også nevnes at kraftforsyningen 23 sammen med kraftforsyningen på 68 volt for operasjonsforsterkeren 47 er et batteri eller batterier som hvert omfatter en eller flere elektrokjemiske celler. Andre egnete elektriske kraftforsyninger kan anvendes dersom det er ønskelig. Dersom det er ønskelig kan hele kretsen fra fig. 2 innstøpes i en implanteringsmasse som er forenlig It should also be mentioned here that the power supply 23 together with the 68 volt power supply for the operational amplifier 47 is a battery or batteries which each comprise one or more electrochemical cells. Other suitable electrical power supplies can be used if desired. If desired, the entire circuit from fig. 2 is embedded in an implanting compound that is compatible
■med legemets miljø (det menneskelige legeme innbefattet) med eller uten innbygging av kraftforsyningen. I dette sistnevnte tilfelle vil kraftforsyningen være elektrisk forbundet med den elektriske krets ved hjelp av egnete kontaktpunkter, som er anbragt i innstøp-ningen. Dette trekk muliggjør at batteriene om nødvendig kan utskiftes under behandlingen, og det muliggjør også at de elektroniske kretskomponenter kan gjenanvendes, noe som vanligvis ikke ville være tilfelle dersom batteriene var innkapslet sammen med komponentene som utgjør kretsen fra fig. 2. Spolene 50a og 52a kan ytterligere hver bli utformet som en oppviklet spole som er festet til innstøpningsinnkapslingen av de elektroniske komponenter. I dette tilfelle kan spolene selvfølgelig på hensiktsmesig måte være forbundet med elektronikken inne i innkapslingsbeholderen. Hver av spolene 50a og 52a kan likeledes tilpasses formen av en skinne eller veggen av en skinne, en innstøpning eller en bandasje om det skadete område. Det skal her også pointeres at kretsen fra fig. 2 også kan innstøpes eller innleires i et materiale som er forenlig med miljøet hos de materialer som anvendes til dannelsen av inn-støpninger for brekkete eller frakturerte lemmer og andre legems-deler. Årsaken til dette er at den aktuelle krets dersom det er ønskelig kan innleires i innstøpningen,for å holde fast eller under-støtte lemmet eller den annen legemsdel som har' en brukket eller ■with the body's environment (the human body included) with or without the integration of the power supply. In this latter case, the power supply will be electrically connected to the electrical circuit by means of suitable contact points, which are arranged in the embedment. This feature enables the batteries to be replaced during processing if necessary, and it also enables the electronic circuit components to be reused, which would not normally be the case if the batteries were encapsulated together with the components that make up the circuit from fig. 2. The coils 50a and 52a can further each be designed as a wound coil which is attached to the embedment housing of the electronic components. In this case, the coils can of course be suitably connected to the electronics inside the encapsulation container. Each of the coils 50a and 52a can likewise be adapted to the shape of a splint or the wall of a splint, a cast or a bandage about the damaged area. It should also be pointed out here that the circuit from fig. 2 can also be embedded or embedded in a material that is compatible with the environment of the materials used to form embeds for broken or fractured limbs and other body parts. The reason for this is that, if desired, the circuit in question can be embedded in the casting, to hold or support the limb or other body part that has a broken or
frakturert knokkel. fractured bone.
Den innkapslete krets fra fig. 2 kan også implanteres fullstendig i pasientens legeme under behandling dersom dette måtte ønskes. I dette sistnevnte tilfelle kan man også anvende et belegg av silikonkautsjuk eller annet liknende materiale. Det vil si at innleiringsmaterialet kan være omsluttet av et tynt sili-konkauts juklag . The encapsulated circuit of FIG. 2 can also be completely implanted in the patient's body during treatment if this is desired. In this latter case, a coating of silicone rubber or other similar material can also be used. That is to say, the embedding material can be surrounded by a thin silicone concave layer.
Den foretrukne plassering av spolene er imidlertid som nevnt utenfor legemets epiteloverflater, idet en ikke-inntreng-ende kirurgisk fremgangsmåte er den foretrukne for kopling av den elektriske energi til det levende vesen under anvendelse av den foreliggende oppfinnelses prinsipper. However, as mentioned, the preferred location of the coils is outside the body's epithelial surfaces, a non-invasive surgical method being the preferred one for connecting the electrical energy to the living being using the principles of the present invention.
Mens det hittil har vært lagt vekt på den terapeutiske behandling av knokkelvev som et konkret eksempel på anvendelse av apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse er det klart at den bioelektrokjemiske aktivitet ved cellemembranene egner seg for kontroll utenfra. Derfor vil apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse kunne bevirke effektiv stimulerende eller helbredende innvirkning på følgende områder: While emphasis has so far been placed on the therapeutic treatment of bone tissue as a concrete example of application of the device according to the present invention, it is clear that the biochemical activity at the cell membranes lends itself to control from the outside. Therefore, the device according to the present invention will be able to produce an effective stimulating or healing effect in the following areas:
(1) Vekst. (1) Growth.
(2) Gjendannelse og utbedring. (2) Restoration and rectification.
(3) Omdannelse. (3) Conversion.
(4) Ondartete sykdomstilstander. (4) Malignant disease states.
(5) Terapeutisk smertekontroll. (5) Therapeutic pain control.
(6) Terapeutisk muskel- og nervekontroll. (6) Therapeutic muscle and nerve control.
(7) Infeksjon. (7) Infection.
Disse mulige anvendelsesområder betyr at apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse sannsynligvis kan anvendes på slike områder som knokkelutbedring eller heling av frakturer, undertrykkelse av kreft, regenerering av lemmer, utbedring av bløtt vev og trombose. Med andre ord kan alle de biologiske prosesser som oppviser unormale elektriske forhold på gunstig måte påvirkes av et korrekt programmert apparat ifølge oppfinnelsen. These possible areas of application mean that the device according to the present invention can probably be used in such areas as bone repair or healing of fractures, suppression of cancer, regeneration of limbs, repair of soft tissue and thrombosis. In other words, all the biological processes that exhibit abnormal electrical conditions can be favorably influenced by a correctly programmed device according to the invention.
Med hensyn til kretsene fra fig. 1 og 2 betyr begrepet korrekt programmert som følge av dette at det heri er innbefattet variasjoner i frekvensene, arbeidssyklusene, bølgeformens stigningstider, bølgeformens falltid samt polariteten for utgangsspenningen som frembringes av kretsen fra fig. 1 og 2. Fagfolk på området vil forstå at disse faktorer bestemmer egenskapene for de utgangsspenninger som frembringes av kretsene fra fig. 1 og 2. Med hensyn til arbeidssyklusen, stigningstiden og frekvensen kan variasjoner frembringes ved å variere motstanden 30, kondensatoren 28 samt kraftforsyningen 23. Når det gjelder falltiden kan variasjoner frembringes ved forandring av transformatorviklingenes induktans, for eksempel ved utskifting av en transformator med en annen, og med hensyn til polaritetsvariasjoner kan disse frembringes ved å vende transmisjonsleddene 54 og 55 i kretsen fra fig. 1 eller transmisjonsleddene 54 og 56 i kretsen fra fig. 2. With regard to the circuits from fig. 1 and 2, the term correctly programmed means as a result that it includes variations in the frequencies, the duty cycles, the rise times of the waveform, the fall time of the waveform as well as the polarity of the output voltage produced by the circuit from fig. 1 and 2. Those skilled in the art will appreciate that these factors determine the characteristics of the output voltages produced by the circuits of FIG. 1 and 2. With respect to the duty cycle, the rise time and the frequency, variations can be produced by varying the resistor 30, the capacitor 28 and the power supply 23. As regards the fall time, variations can be produced by changing the inductance of the transformer windings, for example by replacing one transformer with another , and with regard to polarity variations, these can be produced by reversing the transmission links 54 and 55 in the circuit from fig. 1 or the transmission links 54 and 56 in the circuit from fig. 2.
Dersom det vedrører kretsløpet fra fig. 1 betyr korrekt pro-grammering også at plasseringen, elektrodeplatearealet samt elek-trodeplategeometrien er innbefattet. Det vil si at disse sistnevnte faktorer styrer styrken og arealet hvormed respektive via hvilket energien overføres fra kretsen i fig. 1 til den forutbestemte sone i det levende vesen som er under behandling. Der det dreier seg om knokkelheling, sårheling samt vevsregenerering, er for eksempel den foretrukne utforming av elektrodeplatene en oppstilling på arbeids- eller den negative elektrodeplate 52 er over behandlingsområdet, og motelektrodeplaten eller den positive elektrodeplate 50 er plassert over et område hvor en eventuell vendt eller motsatt effekt i forhold til den ønskete effekt enten ikke er skadelig, eller hverken kan eller vil opptre. Vanligvis har arbeidselektroden eller den elektrode som skal bevirke den ønskete stimulerende eller helbredende effekt et areal som er ca. If it concerns the circuit from fig. 1, correct programming also means that the location, the electrode plate area and the electrode plate geometry are included. That is to say, these latter factors control the strength and the area with which, respectively, via which the energy is transferred from the circuit in fig. 1 to the predetermined zone of the living being being treated. Where bone healing, wound healing and tissue regeneration are concerned, for example, the preferred design of the electrode plates is an arrangement on the working or the negative electrode plate 52 is over the treatment area, and the counter electrode plate or the positive electrode plate 50 is placed over an area where a possibly facing or the opposite effect in relation to the desired effect is either not harmful, or neither can nor will occur. Usually, the working electrode or the electrode that is to produce the desired stimulating or healing effect has an area of approx.
1/5 av motelektroden eller den motsatte elektrodeplate, og elek-trodeplatens form er valgt slik at konsentrasjonen av det elektriske felt ligger så tett ved det ønskete behandlingsområde som mulig. Der hvor det dreier seg om krefttilbaketrengning, nedbrytelse eller ødeleggelse av uønsket vev kan det anvendes samme kriterier når det gjelder plateform, -oppstilling osv., 1/5 of the counter electrode or the opposite electrode plate, and the shape of the electrode plate is chosen so that the concentration of the electric field is as close to the desired treatment area as possible. Where it is a question of cancer retraction, breakdown or destruction of unwanted tissue, the same criteria can be applied when it comes to plate shape, arrangement, etc.,
men det antas imidlertid at elektrodeplatenes polaritet skal vendes, dvs. at elektrodeplatene skal anbringes motsatt av hva de blir 'ved knokkelheling, sårheling og vevsgjendannelse. however, it is assumed that the polarity of the electrode plates should be reversed, i.e. that the electrode plates should be placed opposite to what they become during bone healing, wound healing and tissue regeneration.
I felfellet med kretsen fra fig. 2 betyr korrekt programmert at anbringelse, spolevolum og spolegeometri er innbefattet. Disse sistnevnte parametre styrer nemlig styrken og arealet hvor over energien overføres fra kretsen i fig. 2 til den vevssone i det levende vesen som er under behandling. Vanligvis velges den terapeutiske spolegeometri slik at den høyeste feltkonsentrasjon, det vil si den maksimale flukstetthet, befinner seg S t3.ett ved det ønskete behandlingsområde som mulig. In the case of the circuit from fig. 2 means correctly programmed that placement, coil volume and coil geometry are included. These latter parameters control the strength and the area over which the energy is transferred from the circuit in fig. 2 to the tissue zone in the living being that is being treated. Usually, the therapeutic coil geometry is chosen so that the highest field concentration, i.e. the maximum flux density, is S t3.ett at the desired treatment area as possible.
I fig. 5 sees et elektromedisinsk apparat av den i fig. 1 viste type med en pasient hvortil dette anvendes, og med skjematisk viste deler av pasienten. Arbeidselektroden eller den negative elektrode 52 sitter tett ved det område som er under behandling, In fig. 5 shows an electromedical device of the one in fig. 1 shown type with a patient for which this is used, and with schematically shown parts of the patient. The working electrode or the negative electrode 52 sits close to the area being treated,
og motelektroden eller den positive elektrode 50 er anbragt langt borte fra området som er under behandling. Ved hjelp av en blokk 100 betegnes et kretsløp som kan frembringe et elektrisk signal . som pulserer i både positiv og negativ retning, og som har en bøl-geform hvis stigningstid atskiller seg fra falltiden. Med et slikt arrangement vil det i en del 102 av pasienten som er under behandling bli frembragt en strøm under undulasjonene av driftssignalet som frembringes av kretsen i blokken 100. Strømstyrken i retningen fra lemmets 102 nærhet til lemmets fjerneste område vil være sterkere enn i den motsatte retning. Størrelsen av den kraftigste strøm vil tilsvare strømsignalet som i fig. 4 er angitt ved punktene A, and the counter electrode or the positive electrode 50 is placed far away from the area under treatment. By means of a block 100, a circuit that can generate an electrical signal is denoted. which pulsates in both positive and negative directions, and which has a waveform whose rise time differs from the fall time. With such an arrangement, a current will be generated in a part 102 of the patient undergoing treatment during the undulations of the operating signal generated by the circuit in the block 100. The current strength in the direction from the vicinity of the limb 102 to the farthest region of the limb will be stronger than in the opposite direction direction. The magnitude of the strongest current will correspond to the current signal as in fig. 4 is indicated by points A,
B, C, og den minste størrelse av strømmen, som går i retningen fra den fjerne region til lemmets 102 nærhet, vil tilsvare strømsig-nalet som i fig. 4 er angitt ved punktene C, D. Som et resultat av denne strøm vil det bli frembragt en bipolar spenning i og henover behandlingssonen, som veksler både i positiv og negativ retning slik at den bipolare spennings maksimale amplityde i den ene retning blir større enn den bipolare spennings maksimale amplityde i den motsatte retning, det vil si tilsvare spenningsfallbølgefor-men fra fig. 4. Den således etablerte bipolare spenning i behandlingsområdet har overveiende negativ polaritet, noe som øker den absolutte verdi av den naturlig forekommende elektriske spenning i behandlingsområdet, og det antas at denne bipolare spenning kan adderes til den naturlig forekommende spenningsforandring som opptrer ved skade for å fremme og fremskynde utbedringsmekanismen ved påfølgende høyere rekonstitueringshastighet for den skadete knokkel. B, C, and the smallest magnitude of the current, which goes in the direction from the distant region to the vicinity of the limb 102, will correspond to the current signal as in fig. 4 is indicated at points C, D. As a result of this current, a bipolar voltage will be produced in and across the treatment zone, which alternates in both positive and negative directions so that the maximum amplitude of the bipolar voltage in one direction is greater than the bipolar voltage maximum amplitude in the opposite direction, that is to say correspond to the voltage drop waveform from fig. 4. The thus established bipolar voltage in the treatment area has predominantly negative polarity, which increases the absolute value of the naturally occurring electrical voltage in the treatment area, and it is assumed that this bipolar voltage can be added to the naturally occurring voltage change that occurs in the event of injury to promote and speeding up the repair mechanism by subsequent higher reconstitution rate of the damaged bone.
I fig. 6 sees et elektromedisinsk apparat av den i fig. 1 In fig. 6 shows an electromedical device of the one in fig. 1
viste type med en pasient som det anvendes til, og med skjematisk viste deler av pasienten. Det sees en eneste spole 202 som er an- shown type with a patient for which it is used, and with schematically shown parts of the patient. A single coil 202 is seen which is
bragt over behandlingsområdet slik at denne er så tett ved behandlingsområdet som mulig. En blokk 200 representerer en krets som kan frembringe et elektrisk signal som pulserer i både negativ og positiv retning, og som har en bølgeform hvis stigningstid er forskjellig fra dens falltid. Med arrangementet som er vist i fig. brought over the treatment area so that this is as close to the treatment area as possible. A block 200 represents a circuit that can generate an electrical signal that pulsates in both negative and positive directions, and that has a waveform whose rise time is different from its fall time. With the arrangement shown in fig.
6 frembringes det i spolen 202 en pulserende strøm som på sin side bevirker et pulserende, tidsvariabelt elektromagnetisk felt. som på grunn av spolens 202 plassering i forhold til delen 102 av pasienten kobles til delen 102 under undulasjonene av driftssignalet som frembringes av kretsen i blokken 200. Det fremkommer på vevs- 6, a pulsating current is produced in the coil 202 which in turn causes a pulsating, time-varying electromagnetic field. which, due to the position of the coil 202 in relation to the part 102 of the patient, is connected to the part 102 during the undulations of the operating signal produced by the circuit in the block 200. It appears on tissue-
plan en spenningssløyfe som på sin side i delen 102 bevirker en strøm som på sin side frembringer en bipolar spenning i og henover delen 102 av pasienten. Det elektromagnetiske felt som frembringes av spolen 202 står vinkelrett på de ønskete strømretninger, og strømmen pulserer både i negativ og positiv retning i delen 102 av pasienten. Størrelsen av den strøm som løper i retning fra delens 102 nære område til delens 102 fjerne område vil være større enn størrelsen av den strøm som løper fra delens 102 fjerne område til dennes nære område. Den større strøm tilsvarer strømsignalet som i fig. 4 er angitt ved punktene A,B,C, og den mindre strøm tilsva- plan a voltage loop which in turn causes in the part 102 a current which in turn produces a bipolar voltage in and across the part 102 of the patient. The electromagnetic field produced by the coil 202 is perpendicular to the desired current directions, and the current pulses in both negative and positive directions in the part 102 of the patient. The size of the current that runs in the direction from the near area of the part 102 to the far area of the part 102 will be greater than the size of the current that runs from the far area of the part 102 to its near area. The larger current corresponds to the current signal as in fig. 4 is indicated at points A,B,C, and the smaller current corresponds to
rer strømsignalet som er angitt ved punktene C, D. Som følge av denne strøm vil det i og henover behandlingssonen bli etablert en bipolar spenning som veksler både i positiv og negativ retning og hvor den maksimale amplityde av den bipolare spenning i den ene retning er større enn den maksimale amplityde av den bipolare spenning i den motsatte retning, det vil si tilsvarende spennings-fallbølgeformen fra fig. 4. affects the current signal indicated at points C, D. As a result of this current, a bipolar voltage will be established in and across the treatment zone which alternates in both positive and negative directions and where the maximum amplitude of the bipolar voltage in one direction is greater than the maximum amplitude of the bipolar voltage in the opposite direction, i.e. corresponding to the voltage drop waveform from fig. 4.
Den således frembragte bipolare spenning i behandlingsområdet The thus produced bipolar tension in the treatment area
har overveiende negativ polaritet, noe som øker den naturlig forekommende elektriske spennings absolutte størrelse i behandlingsområdet, og det antas at denne bipolare spenning kan adderes til den naturlig forekommende spenningsforandring som opptrer ved skade, has predominantly negative polarity, which increases the absolute magnitude of the naturally occurring electrical voltage in the treatment area, and it is assumed that this bipolar voltage can be added to the naturally occurring voltage change that occurs in case of injury,
for å fremme og fremskynde utbedringsmekanismen med påfølgende høyere rekonstitueringshastighet for den skadete knokkel. to promote and speed up the repair mechanism with a subsequent higher reconstitution rate for the damaged bone.
Selv om det hittil bare har vært nevnt elektroniske kretser Although so far only electronic circuits have been mentioned
vil fagfolk forstå at et mekanisk apparat, som kan frembringe enten et pulserende elektrodynamisk eller elektromagnetisk felt som stiger og faller i overensstemmelse med en forutbestemt frekvens, og Those skilled in the art will understand that a mechanical device, capable of producing either a pulsating electrodynamic or electromagnetic field that rises and falls in accordance with a predetermined frequency, and
i feltets stigning er forskjellig fra dets falltid, vil bevirke en strøm på vevsplan i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelses anvisninger. Et slikt mekanisk apparat er vist i skjematisk form i fig. 7 hvor en magnet 302 dreier om en akse 304. Et element 306 er en plate av et materiale som er ugjennomtrengelig for den dreiende magnets 302 magnetiske felt, og elementet 306 har en trekantet åpning 308. Fagfolk vil forstå at når magnetens 302 poler dreies forbi åpningen 308, dannes det på den annen side av elementet 306 et elektromagnetisk felt som stiger og faller i overensstemmelse med magnetens 302 omdreiningshastighet. Det frembragte magnetiske felts oppbygningstid vil dessuten være forskjellig fra dets falltid på grunn av den trekantete åpning 308. i the field's rise is different from its fall time, will cause a current on the tissue plane in accordance with the instructions of the present invention. Such a mechanical device is shown in schematic form in fig. 7 where a magnet 302 rotates about an axis 304. An element 306 is a plate of a material impermeable to the magnetic field of the rotating magnet 302, and the element 306 has a triangular opening 308. Those skilled in the art will understand that when the poles of the magnet 302 are rotated past the opening 308, an electromagnetic field is formed on the other side of the element 306 which rises and falls in accordance with the rotation speed of the magnet 302. The build-up time of the generated magnetic field will also be different from its fall time due to the triangular opening 308.
Det skal minnes om at den foreliggende oppfinnelses bredeste område er behandling av levende celler ved anvendelse av egenskapene, ved cellemembranenes kontaktflater, noe som betyr at celle-memebraner oppfører seg som elektroder. I overensstemmelse med dette vil cellemembraner reagere overfor lokale spenningsvariasjoner selv om nerveceller på grunn av deres spesielle oppbygning og spesielle følsomhet kan være blant de celler som påvirkes mest av de ovenfor beskrevne lokale elektriske spenninger, er det ikke bare den foreliggende oppfinnelses hensikt å stimulere nerveceller, selv om dette kan være et nødvendig trinn ved en helbredelsesprosess, men også å stimulere andre påvirkelige celle- eller vevsar-ter, noe som er nødvendig for å oppnå de ønskete endelige virk-ninger i form av helbredelse eller gjendannelse av de ønskete vevs-typer, eller alternativt i form av den mulige nedbrytning eller ødeleggelse av uønsket vev. It should be remembered that the broadest area of the present invention is the treatment of living cells using the properties, at the contact surfaces of the cell membranes, which means that cell membranes behave as electrodes. In accordance with this, cell membranes will react to local voltage variations even though nerve cells, due to their special structure and special sensitivity, may be among the cells most affected by the local electrical voltages described above, it is not only the purpose of the present invention to stimulate nerve cells, although this may be a necessary step in a healing process, but also to stimulate other susceptible cell or tissue types, which is necessary to achieve the desired final effects in the form of healing or restoration of the desired tissue types , or alternatively in the form of the possible breakdown or destruction of unwanted tissue.
Selv om det i den foreliggende oppfinnelse er blitt henvist til konkrete mekanismefenomener som er forbundet med celle- og vevsheling, skal det forståes at man på mange områder ennu ikke helt har forstått de faktiske innbefattete prosesser. De som har vært fremsatt har bare vært forsøk på en forklaring av den kjennsgjerning at de beskrevne apparater virker for de nevnte formål. Although reference has been made in the present invention to concrete mechanism phenomena which are connected with cell and tissue healing, it must be understood that in many areas the actual processes involved have not yet been fully understood. Those that have been put forward have only been attempts at an explanation of the fact that the devices described work for the purposes mentioned.
I en praktisk utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan de i forbindelse med fig. 1 omtalte komponenter ha de verdier som er angitt i tabell 1. In a practical embodiment of the present invention, they can, in connection with fig. 1 mentioned components have the values stated in table 1.
I en praktisk utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan de i forbindelse med fig. 1 omtalte komponenter ha verdier som er angitt i tabell 2: In a practical embodiment of the present invention, they can, in connection with fig. 1 mentioned components have values that are indicated in table 2:
Claims (3)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US22165372A | 1972-01-28 | 1972-01-28 | |
| US29039172A | 1972-09-19 | 1972-09-19 | |
| US315901A US3893462A (en) | 1972-01-28 | 1972-12-22 | Bioelectrochemical regenerator and stimulator devices and methods for applying electrical energy to cells and/or tissue in a living body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO148399B true NO148399B (en) | 1983-06-27 |
| NO148399C NO148399C (en) | 1983-10-05 |
Family
ID=27396977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO35173A NO148399C (en) | 1972-01-28 | 1973-01-29 | ELECTROMEDICAL DEVICE FOR THERAPEUTIC TREATMENT OF LIVE CELLS AND / OR TISSUE IN A PREDICTED TREATMENT ZONE |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| AR (1) | AR197976A1 (en) |
| BE (1) | BE794566A (en) |
| CA (1) | CA987391A (en) |
| CH (1) | CH570172A5 (en) |
| DE (1) | DE2303811C2 (en) |
| DK (1) | DK144359C (en) |
| ES (2) | ES411028A1 (en) |
| FI (1) | FI59203C (en) |
| FR (1) | FR2169327B1 (en) |
| GB (1) | GB1419660A (en) |
| IT (1) | IT977078B (en) |
| NL (1) | NL182778C (en) |
| NO (1) | NO148399C (en) |
| NZ (1) | NZ169605A (en) |
| PH (1) | PH10897A (en) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2507783A1 (en) * | 1975-02-22 | 1976-09-02 | Grauvogel Kurt | PULSE GENERATOR FOR BIOELECTRIC DEVICES FOR THE APPLICATION OF ELECTRIC PULSES ON LIVING ORGANISMS |
| DE2514561A1 (en) * | 1975-04-03 | 1976-10-14 | Akad Wroclawiu Med | EQUIPMENT SET FOR BIOELECTRIC POLARIZATION THERAPY |
| US4105017A (en) * | 1976-11-17 | 1978-08-08 | Electro-Biology, Inc. | Modification of the growth repair and maintenance behavior of living tissue and cells by a specific and selective change in electrical environment |
| CH617590A5 (en) * | 1977-05-27 | 1980-06-13 | Carba Ag | |
| CA1150361A (en) * | 1980-09-24 | 1983-07-19 | Roland A. Drolet | Electro-magnetic therapeutic system and method |
| DE3108245A1 (en) * | 1981-02-20 | 1983-01-20 | Anita 7800 Freiburg Neumann | Cathode for tumour therapy |
| EP0084019A1 (en) * | 1982-01-08 | 1983-07-20 | Lkh Ag | Apparatus for producing magnetic pulses |
| JPS5955260A (en) * | 1982-09-21 | 1984-03-30 | 橋本 健 | Electromagnetic treating device |
| US4665920A (en) * | 1984-11-28 | 1987-05-19 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Skeletal tissue stimulator and a low voltage oscillator circuit for use therein |
| DD276778A3 (en) * | 1985-04-16 | 1990-03-14 | Starkstrom Anlagenbau Veb K | Electricity device for the electrical stimulation of Muscles |
| DE3619846A1 (en) * | 1986-06-12 | 1987-12-17 | Popp Eugen | AS A PIECE OF JEWELRY OR THE LIKE SERVING ITEM |
| EP0325456B1 (en) * | 1988-01-20 | 1995-12-27 | G2 Design Limited | Diathermy unit |
| CH675970A5 (en) * | 1988-07-22 | 1990-11-30 | Eutrac Finanz- & Treuhand Ag | Device for treatment with magnetic field same. |
| AU4095393A (en) * | 1993-04-23 | 1994-11-21 | Sergei Ivanovich Petrenko | Device for altering the activity of a biological cell |
| US8447395B2 (en) | 2000-02-17 | 2013-05-21 | Novocure Ltd | Treating bacteria with electric fields |
| US6868289B2 (en) * | 2002-10-02 | 2005-03-15 | Standen Ltd. | Apparatus for treating a tumor or the like and articles incorporating the apparatus for treatment of the tumor |
| US7016725B2 (en) | 2001-11-06 | 2006-03-21 | Standen Ltd. | Method and apparatus for destroying dividing cells |
| CN1416466A (en) | 2000-02-17 | 2003-05-07 | 约朗姆·帕尔蒂 | Method and apparatus for destroying dividing cells |
| US7136699B2 (en) | 2002-10-02 | 2006-11-14 | Standen, Ltd. | Apparatus for destroying dividing cells |
| US8175698B2 (en) | 2000-02-17 | 2012-05-08 | Novocure Ltd. | Treating bacteria with electric fields |
| US7089054B2 (en) | 2002-10-02 | 2006-08-08 | Standen Ltd. | Apparatus and method for treating a tumor or the like |
| EP1740268A2 (en) | 2004-04-23 | 2007-01-10 | Standen Ltd. | Treating a tumor or the like with electric fields at different frequencies |
| DK2364747T3 (en) | 2004-12-07 | 2018-04-30 | Novocure Ltd | Electrodes for applying an electric field in vivo over an extended period of time |
| CN101321555B (en) | 2005-10-03 | 2020-12-08 | 诺沃库勒有限责任公司 | Optimizing electric field characteristics to increase the effect of electric fields on proliferating cells |
| US8019414B2 (en) | 2006-04-05 | 2011-09-13 | Novocure Ltd. | Treating cancer using electromagnetic fields in combination with other treatment regimens |
| ES2629612T3 (en) | 2007-03-06 | 2017-08-11 | Novocure Ltd. | Cancer treatment using electromagnetic fields in combination with photodynamic therapy |
| ES2739384T3 (en) | 2007-08-14 | 2020-01-30 | Novocure Ltd | Treatment of parasites with electric fields |
| EP4070326B1 (en) | 2019-12-02 | 2025-06-18 | Novocure GmbH | Methods and apparatuses for optimizing transducer array placement |
| JP7677979B2 (en) | 2019-12-31 | 2025-05-15 | ノボキュア ゲーエムベーハー | Method, system and apparatus for image segmentation |
| JP7747638B2 (en) | 2019-12-31 | 2025-10-01 | ノボキュア ゲーエムベーハー | Method, system, and apparatus for fast approximation of electric field distribution |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR858688A (en) * | 1939-04-27 | 1940-11-30 | Static generator of pulsating electric currents for medical treatment | |
| FR862014A (en) * | 1939-08-16 | 1941-02-25 | Electromedical treatment mode and device | |
| AT165657B (en) * | 1947-12-08 | |||
| FR1261054A (en) * | 1960-06-23 | 1961-05-12 | Sawtooth-shaped electronic current generating device intended for muscle rehabilitation in certain forms of paralysis | |
| US3245408A (en) * | 1964-04-08 | 1966-04-12 | Donald I Gonser | Electrotherapy apparatus |
| DE1918299B2 (en) * | 1969-04-10 | 1972-04-13 | Kraus, Werner, Dipl.-Ing., 8000 München | Splint for guiding and healing fractured bones |
| DE2116869C2 (en) * | 1970-04-06 | 1987-07-23 | Kraus, Werner, Dipl.-Ing., 8000 Muenchen, De | Bone and biological tissue growth promotion appts. - uses flat coil for application of LF current from generator |
-
0
- BE BE794566D patent/BE794566A/en not_active IP Right Cessation
-
1973
- 1973-01-07 ES ES411028A patent/ES411028A1/en not_active Expired
- 1973-01-11 PH PH14248A patent/PH10897A/en unknown
- 1973-01-23 NZ NZ16960573A patent/NZ169605A/en unknown
- 1973-01-24 FI FI18973A patent/FI59203C/en active
- 1973-01-25 NL NL7301054A patent/NL182778C/en not_active IP Right Cessation
- 1973-01-26 DE DE19732303811 patent/DE2303811C2/en not_active Expired
- 1973-01-26 AR AR24632273A patent/AR197976A1/en active
- 1973-01-26 CA CA162,201A patent/CA987391A/en not_active Expired
- 1973-01-26 FR FR7302815A patent/FR2169327B1/fr not_active Expired
- 1973-01-26 IT IT4792173A patent/IT977078B/en active
- 1973-01-26 CH CH114973A patent/CH570172A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-01-26 DK DK46673A patent/DK144359C/en not_active IP Right Cessation
- 1973-01-26 GB GB415473A patent/GB1419660A/en not_active Expired
- 1973-01-29 NO NO35173A patent/NO148399C/en unknown
-
1975
- 1975-06-09 ES ES438340A patent/ES438340A1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI59203B (en) | 1981-03-31 |
| DE2303811C2 (en) | 1987-02-19 |
| FR2169327A1 (en) | 1973-09-07 |
| IT977078B (en) | 1974-09-10 |
| ES411028A1 (en) | 1976-05-16 |
| NL182778B (en) | 1987-12-16 |
| FR2169327B1 (en) | 1978-03-24 |
| DK144359B (en) | 1982-03-01 |
| BE794566A (en) | 1973-07-26 |
| CA987391A (en) | 1976-04-13 |
| CH570172A5 (en) | 1975-12-15 |
| NL7301054A (en) | 1973-07-31 |
| GB1419660A (en) | 1975-12-31 |
| NO148399C (en) | 1983-10-05 |
| NZ169605A (en) | 1984-05-31 |
| AR197976A1 (en) | 1974-05-24 |
| PH10897A (en) | 1977-09-30 |
| DE2303811A1 (en) | 1973-08-02 |
| DK144359C (en) | 1982-07-26 |
| FI59203C (en) | 1981-07-10 |
| NL182778C (en) | 1988-05-16 |
| ES438340A1 (en) | 1977-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO148399B (en) | ELECTROMEDICAL DEVICE FOR THERAPEUTIC TREATMENT OF LIVE CELLS AND / OR TISSUE IN A PREDICTED TREATMENT ZONE | |
| KR100433089B1 (en) | Apparatus for stimulating muscle tissue with biphasic waveforms | |
| US4846178A (en) | Electric field therapeutic apparatus | |
| US3893462A (en) | Bioelectrochemical regenerator and stimulator devices and methods for applying electrical energy to cells and/or tissue in a living body | |
| WO2003090845B1 (en) | Procedure and machine for electro-inducing/stimulating deep-layered muscle contractions using a biphasic faradic pulse sequence | |
| US20100292527A1 (en) | Device and method for hypertension treatment by non-invasive stimulation to vascular baroreceptors | |
| DE60132016D1 (en) | IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE FOR THE TREATMENT OF MECHANICAL HEART FUNCTIONAL DISORDERS BY MEANS OF ELECTRICAL STIMULATION | |
| CN108290043A (en) | To treat the percutaneous electric flesh stimulating apparatus and its application method of premature ejaculation or erectile dysfunction | |
| CN105848708A (en) | Methods and systems of electrode polarity switching in electrical stimulation therapy | |
| KR100950795B1 (en) | Electromagnetic Redundancy Discharge Therapy | |
| Evans et al. | Electrical stimulation with bone and wound healing | |
| RU2010137343A (en) | REGULATION OF EXPRESSION OF FACTOR OF GROWTH FIBROBLAST-2 (FGF -2) IN LIVING CELLS USING SPECIFIC AND SELECTIVE ELECTRIC AND ELECTROMAGNETIC FIELDS | |
| Fish et al. | Effect of anodal high voltage pulsed current on edema formation in frog hind limbs | |
| US20210251679A1 (en) | Method and apparatus generator, concentrator and router of electromagnetic fields for cellular regeneration | |
| US11771892B2 (en) | Apparatus and method for treating cancer cells and bacteria in mammals including humans | |
| KR100649935B1 (en) | High frequency electric hair restorer | |
| CN111182942A (en) | Broadband electromagnetic resonator for therapeutic treatment of pathological foci in tissue of living body, medical device for therapeutic treatment and method of therapeutic treatment | |
| RU149471U1 (en) | DEVICE FOR VACUUM AND ELECTRICAL STIMULATION EXPOSURE | |
| RU2735757C1 (en) | Percutaneous electroexposure method | |
| RU2001118822A (en) | METHOD OF NEUROMUSCULAR ELECTRIC STIMULATION AND ELECTRIC STIMULATOR | |
| Tulgar | Fundamental scientific factors in electrical stimulation of the nervous system | |
| CN1336240A (en) | Cardiac pacing methods and devices for electrical use | |
| CZ306538B6 (en) | An electro-stimulation device | |
| UA155627U (en) | Pain management device | |
| JPH04135572A (en) | Electric treating device for treating bone fracture |