DE102006036417A1

DE102006036417A1 - Tragbares Gerät und Verfahren zur Erzeugung magnetischer Felder zur Magnetfeldtherapie

Info

Publication number: DE102006036417A1
Application number: DE102006036417A
Authority: DE
Original assignee: DERTINGER HERMANN F
Current assignee: DERTINGER HERMANN F
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2008-02-07
Also published as: EP2046447A1; CA2660083A1; WO2008014902A1; CN101511427A; RU2009101814A; MX2009000565A

Abstract

Zur Erzeugung magnetischer Wechselfelder zwecks Magnetfeldtherapie weist ein erfindungsgemäßes tragbares Gerät mindestens einen zyklisch bewegten permanenten Magneten auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares Gerät sowie ein Ver- fahren zur Erzeugung magnetischer Wechselfelder zur Magnet- feldtherapie.
Magnetische Wechselfelder, insbesondere im Niederfrequenz bereich werden therapeutisch eingesetzt. Magnetische Wechselfelder induzieren elektrische Felder, deren Feldstärken oberhalb von Wirkungsschwellen für zellbiologische Differenzierungs- und Regenerationsprozesse sowie immunologische Effekte liegen müssen. Demgemäß muss auch die magnetische Feldstärke bzw. die magnetische Flussdichte entsprechende Schwellen überschreiten. Magnetfeldtherapie mit magnetischen Wechselfeldern wird insbesondere eingesetzt bei Entzündungsprozessen und diesen zugrundeliegenden gestörten Zellfunktionen, zur Stoffwechselförderung, Durchblutungssteigerung und Schmerzdämpfung, bei Knochen- und Gelenksentzündungen, zur beschleunigten Heilung von Wunden und Ulzera, sowie auch bei neurologischen Erkrankungen wie Polyneuropathien und neurogenerativen Erkrankungen.
Zur Erzeugung von die Wirkungsschwellen überschreitenden elektrischen Feldern innerhalb des Körpers und demgemäß hinreichend starker Magnetwechselfelder mit entsprechenden magnetischen Flussdichten auch nur im Milli-Tesla-Bereich sind Spulen mit einem hohen elektrischen Stromdurchfluss und/oder einer Vielzahl von Windungen und damit einem entsprechend voluminösen Aufbau erforderlich, die in einem tragbaren Gerät nicht realisierbar sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes tragbares Gerät zur Erzeugung magnetischer Wechselfelder zu schaffen, bei dem die Flussdichte bei Auflegen auf die Oberfläche eines Körpers auch innerhalb gewisser Tiefe des Gewebes die für zellbiologische Prozesse erforderlichen Wirkungsschwellen überschreitet.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe mit einem Gerät der eingangs genannten Art gelöst, welches gekennzeichnet ist durch mindestens einen zyklisch bewegten permanenten Magneten zur Erzeugung der magnetischen Wechselfelder.
Es hat sich herausgestellt, dass mittels bewegter Permanentmagneten die Wirkungsschwellen im Gewebe durch ein wesentlich kompakteres und leichteres Gerät überwunden werden können, als dies mit elektrischer Erzeugung von Magnetfeldern mittels Spulen möglich ist.
Permanentmagnete von lediglich zwei Kubikzentimeter Volumen können magnetische Flussdichten von mehreren hundert Milli- Tesla an ihren Polen erzeugen, mit denen bei Auflegen auf einen Körper auch noch in mehreren Zentimetern, wie beispielsweise vier Zentimeter Tiefe hinreichende magnetische Flussdichte von wenigen Milli-Tesla gegeben sind, durch die bei Bewegung hinreichende elektrische Feldstärken erzeugt werden, die die genannten elektrischen Wirkungsschwellen überwinden.
Demgemäß sieht die Erfindung zur Lösung der genannten Aufgabe ein Verfahren vor, gemäß dem mindestens ein permanenter Magnet zyklisch bewegt wird.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Magnet kreisförmig bewegt ist, dass der Magnet zyklisch linear bewegt ist oder aber durch eine Überlagerung von Kreisbahn- und Linearbewegungen.
Während das erfindungsgemäße Gerät grundsätzlich lediglich einen Magneten aufweisen kann, so dass bei Bewegungen desselben an einem Wirkungsort die maximale durch den Magneten bewirkten Flussdichte schwankt, sind in bevorzugter Ausgestaltung mindestens zwei Magnete vorgesehen sind. Hierdurch kann die Flussdichte umgepolt und damit die Flussdichtendifferenz gegenüber der Verwendung eines gleichen Magneten verdoppelt werden. Demgemäß sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass benachbarte Magnete derart angeordnet sind, dass sie in ihrer Wirkrichtung (Verbindungsrichtung von Nord- und Südpol) nicht miteinander fluchten. Benachbarte Magnete können insbesondere mit unterschiedlicher, insbesondere entgegengesetzter Wirkrichtung (Verbindung von Nord- zu Südpol) ausgerichtet sein. Während die Magnete grundsätzlich in radialer Richtung polarisiert sein können, also die Verbindungslinie von Nordzu Südpol radial gerichtet ist, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass die Magnete in achsparalleler Richtung polarisiert sind. Die Magnete sind dabei als ebene Platten von wenigen Millimetern Dicke gestaltet und in Dickerichtung polarisiert, d.h. Unter- und Oberseite stellen die beiden Pole dar. Das hat den Vorteil, dass das Magnetfeld stärker in der Gewebstiefe wirksam ist, als bei einer Längspolarisation der Magnete. Die Anordnung mit derart vier alternierenden Sektormagneten, modifiziert entsprechend der Dickenpolarisation, führt dazu, dass im Gewebe nahezu perfekte Sinusschwingungen der magnetischen Flussdichte auftreten. Pro Umdrehung generiert die Scheibe mit den vier Magneten zwei Sinus-Vollschwingungen. Das heißt, bei vorgegebener Flussdichtefrequenz muss die Scheibe mit der halben Frequenz (d.h. UpS) rotieren.
Ordnet man mehr als vier Sektoren auf der Scheibe an, wird pro Umdrehung eine höhere Flussdichtefrequenz erzeugt. Wählt man andere Magnetformen als kreissegment- oder sektorförmige (z.B. Rechtecke), so werden die Sinusschwingungen wegen der unterschiedlichen Tangentialgeschwindigkeiten zwischen dem Scheibenrand und dem Zentrum, mit Oberwellen der Grundschwingung "garantiert", was für gewisse therapeutische Anwendungen durchaus interessant sein kann.
Die Form der Magnete kann unterschiedlich sein; die Magnete können quaderförmig oder zylindrisch sein. Soweit sie auf einer Kreisscheibe angeordnet sind, so sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass sie teilsektorförmig ausgebildet sind.
Die Aufprägung der zyklischen Bewegung der Permanentmagnete erfolgt bevorzugt durch einen Elektromotor, insbesondere einen Gleichstrommotor. Hierdurch kann mit geringem Energieeinsatz die zur Erzeugung der Wechselfelder erforderliche Bewegung bewirkt werden. Als Energiequelle können eine Batterie, ein Akku oder aber ein Anschluss für eine externe Energieversorgung vorgesehen sein. Vorzugsweise ist zwischen einer den oder die Permanentmagneten tragenden beweglichen Träger, wie einer drehbar gelagerten Scheibe und dem antreibenden Motor ein Getriebe vorgesehen, wodurch auch bei vorgegebener Umdrehungszahl des Elektromotors durch ei ne geeignete Getriebeübersetzung eine Umdrehungsfrequenz und damit eine gewünschte Wechselfrequenz des magnetischen Feldes bewirkt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens zwei zyklisch bewegte permanente Magnete, die über flexible Halter, wie Schwanenhälse, miteinander verbunden sind, wobei insbesondere die mindestens zwei Magnete über ein Gehäuse verbunden sind, das insbesondere die Stromversorgung und Schalter aufweist. Hierdurch können in einfacher Weise größere Körperareale mit magnetischen Wechselfeldern behandelt werden. Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sehen vor, dass die Flussdichtefrequenzen kontinuierlich oder diskontinuierlich verändert werden, wobei insbesondere die Flussdichtefrequenzen mit einem Zyklusteil von wenigen Minuten, wie zwischen 1 und 10 Minuten, verändert werden. Eine optimale Zykluszeit liegt bei ca. 2,5 Minuten. Die Flussdichtefrequenzen können beispielsweise zwischen 4 und 12 Hz, wie diskontinuierlich von 4 über 6, 8, 10 Hz zu 12 Hz und zurück zu 4 Hz geändert werden. Bei entsprechender Programmierung des Steuerungsprozessors können so maßgeschneiderte Sequenzen für verschiedene Therapieanwendungen generiert werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung auf die wesentlichen Merkmale eines erfindungsgemäßen Geräts;
2 eine Darstellung eines Trägers mit alternativer Ausgestaltung der Permanentmagnete;
3 einen Schnitt entlang III-III der 2; und
4 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausgestaltung der Elektronik des erfindungsgemäßen Geräts.
Das erfindungsgemäße tragbare Gerät 1 zur Erzeugung starker therapeutisch wirksamer Wechselfelder weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 2 auf, in dem über ein leichtgängiges Lager, wie ein Kugellager, ein Träger 4 um seine Achse drehbar gelagert ist. Der Träger 4 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Permanentmagnete auf, die auf dem Träger unter Winkeln von 90° zueinander angeordnet sind, wobei die vertikale Ausrichtung benachbarter Magnete 5 jeweils entgegengesetzt ist, die Ausrichtung sich also abwechselt. Während der Nordpol des in 1 oberen Magneten zur Geräteoberseite und demgemäß der Südpol zur Unterseite hin gerichtet ist, ist die Ausrichtung der beiden benachbarten Magnete links und rechts derart, dass deren Südpole zur Geräteoberseite und deren Nordpole zur Unterseite hin gerichtet sind.
Der die Magnete 5 tragende Träger 4 wird durch einen Elektromotor 6 angetrieben und zwar über eine getriebliche Verbindung 7, die im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Antriebsriemen ist. Dieser greift einerseits an einem Ritzel 6.1 des Motors, andererseits an einer mit einer Umfangsnut versehenen, mit dem Träger 4 fest verbundenen Scheibe 4.1 an.
Der Elektromotor 6 ist vorzugsweise ein Gleichstrommotor, der durch Batterien oder Akkumulatoren, die in einem entsprechenden Fach 8 angeordnet sind, mit elektrischer Energie gespeist wird.
Der kreisscheibenförmige Träger 4 weist an seinem Umfang eine Vielzahl radialer Schlitze 4.2 auf, denen eine gehäusefeste Lichtschranke 9 zugeordnet ist.
Die Steuerungselektronik des Geräts findet sich auf einer Platine 10.
Die Spannung des Motors liegt im unteren Voltbereich von 24 V oder weniger, vorzugsweise lediglich bei 3 V. Die Leistungsaufnahme liegt demgemäß im unteren Wattbereich, vorzugsweise unter einem Watt, im konkreten Ausführungsbeispiel bei ca. 0,4 W. Die Umdrehungsfrequenz des Trägers. liegt im unteren Hertzbereich, vorzugsweise unter 100 Hz und insbesondere bei 2 bis 6 Hz, so dass sich bei vier Magneten in der dargestellten Anordnung mit wechselnder Ausrichtung eine Verdopplung der Frequenz des magnetischen Wirkfeldes auf 4 bis 12 Hz ergibt.
Die Magnetfeldstärke der Magneten liegt an ihren Polen im Tesla-Bereich und sollte an der Außenseite des Gehäuses nicht wesentlich mehr als 100 Milli-Tesla, vorzugsweise maximal 100 Milli-Tesla betragen.
Das Gewicht eines erfindungsgemäßen Gerätes liegt unter 500 g, vorzugsweise im Bereich von etwa 200 g.
Während bei der Ausgestaltung der 2 die Ausgestaltung der Magneten sektorförmig ist, sind die Magnete bei der Ausgestaltung der 2 Quader mit rechtwinkligen Seitenkanten. Die Magnete sind vorzugsweise in entsprechenden Ausnehmungen des Trägers 4 angeordnet und dort fixiert.
Die 4 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausgestaltung der Elektronik des erfindungsgemäßen Geräts.
Zunächst ist eine Stromversorgung 11, wie beispielsweise eine Batterie oder ein Akku vorhanden, die eine Spannung U über Masse M liefert. Die Anschlüsse an die Maximal- oder Normspannung U bzw. die Masse sind im weiteren Blockschaltbild mit gleichen Symbolen gekennzeichnet.
Die Drehzahl des Motors 5 wird in der oben beschriebenen Weise durch einen programmierbaren Mikrocontroller 12, der durch einen Schwingquarz 12a getaktet wird über einen elektronischen Schalter 13 gesteuert, wobei der Antrieb des Motors selbst von der Stromversorgung 11 her erfolgt.
Zur Überwachung der Drehzahl des Motors ist eine optische Drehzahlerfassung mit der schon erwähnten Lichtschranke 9 vorgesehen, die ihre Messwerte an den Mikrocontroller 12 zur Regelung der Drehzahl des Motors übergibt. Das Ein- und Ausschalten des Geräts erfolgt über einen betätigbaren Schalter 14. Weiterhin weist die Schaltung sowohl eine optische Ausgabe 15 als auch eine akustische Ausgabe 16 auf, mit der beispielsweise das Einschalten und/oder die Betriebsbereitschaft des Geräts sowie die Beendigung eines Behandlungsvorganges optisch und/oder akustisch ausgegeben werden können. Insbesondere kann die optische Ausgabe als Leuchtdiode ausgebildet sein, die während des gesamten Betriebes blinkt.
Schließlich ist der Mikrocontroller 12 mit einer Schnittstelle 17 verbunden, über welche der Mikrocontroller 12 programmiert werden kann.

1: Gerät
2: Gehäuse
3: Lager
4: Träger
4.1: Scheibe
4.2: Schlitze
5: Magnete
6: Elektromotor
6.1: Ritzel
7: getriebliche Verbindung
8: Fach
9: Lichtschranke
10: Platine
11: Stromversorgung
12: Mikrocontroller
12a: Schwingquarz
13, 14: Schalter
15: optische Ausgabe
16: akustische Ausgabe
17: Schnittstelle
M: Masse
U: Spannung

Claims

Tragbares Gerät zur Erzeugung magnetischer Wechselfelder zur Magnetfeldtherapie, gekennzeichnet durch mindestens einen zyklisch bewegten permanenten Magneten (5) zur Erzeugung therapeutisch wirksamer magnetischer Wechselfelder.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnet (5) kreisförmig bewegt ist.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (5) zyklisch linear bewegt ist.
Gerät nach den Ansprüchen 2 und 3, gekennzeichnet durch eine Überlagerung von Kreisbahn- und Linearbewegungen.
Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Magnete (5) vorgesehen sind.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Magnete (5) derart angeordnet sind, dass sie hinsichtlich ihrer Wirkrichtungen (Verbindungsrichtung von Nord- und Südpol) nicht miteinander fluchten.
Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Magnete (5) mit unterschiedlicher, insbesondere entgegengesetzter Wirkrichtung ausgerichtet sind.
Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete in achsparalleler Richtung polarisiert sind.
Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete quader-, zylinder oder teilsektorförmig ausgebildet sind.
Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Elektromotor, vorzugsweise einen Gleichstrommotor zur Bewegung der Magnete.
Gerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Getriebe zwischen Elektromotor und einem mindestens einen Magneten tragenden beweglichen Träger.
Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Batterie, einen Akkumulator und/oder einen Anschluss für eine elektrische Stromversorgung.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (5) an ihren Polen eine Flussdichte von mehr als 10 mT und weniger als 1000 mT aufweisen.
Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (5) auf der Oberfläche des Gerätes eine Flussdichte von mehr als 10 mT und weniger als 200 mT erzeugen.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Frequenzänderung der magnetischen Flussdichte mit weniger als 50 Hz, vorzugsweise weniger als 20 Hz.
Gerät nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Frequenzänderung der magnetischen Flussdichte im Bereich von 4 bis 12 Hz.
Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei zyklisch bewegte permanente Magnete (5), die über flexible Halter, wie Schwa- nenhälse, miteinander verbunden sind.
Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Magnete (5) über ein Gehäuse verbunden sind, das insbesondere die Stromversorgung und Schalter aufweist.
Verfahren zur Erzeugung magnetischer Wechselfelder, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein permanenter Magnet (5) zyklisch bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnet (5) auf einer Kreisbahn kreisförmig bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnet (5) linear zyklisch be wegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnet (5) entlang einer Überlagerung einer Kreis- und eine Linearbewegung bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Flussdichte mit einer Frequenz von weniger als 50 Hz, vorzugsweise weniger als 20 Hz verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Flussdichte mit einer Frequenz im Bereich von 4 bis 12 Hz verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Polbereich des Permanentmagneten eine magnetische Flussdichte von mehr als 10 mT und weniger als 2000 mT bewirkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussdichtefrequenzen kontinuierlich oder diskontinuierlich verändert werden.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussdichtefrequenzen mit einem Zyklusteil von wenigen Minuten, wie zwischen 1 und 10 Minuten, verändert werden.