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WO1988000845A1 - Dispositif (appareil) de traitement de fractures d'os, en particulier de pseudarthroses - Google Patents

Dispositif (appareil) de traitement de fractures d'os, en particulier de pseudarthroses Download PDF

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Publication number
WO1988000845A1
WO1988000845A1 PCT/DE1987/000343 DE8700343W WO8800845A1 WO 1988000845 A1 WO1988000845 A1 WO 1988000845A1 DE 8700343 W DE8700343 W DE 8700343W WO 8800845 A1 WO8800845 A1 WO 8800845A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
transistor
direct current
bone
circuits
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1987/000343
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alaa El-Din Otaify
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ihaz Industrie- und Handels-Ausstellungs-Zentr
Original Assignee
Ihaz Industrie- und Handels-Ausstellungs-Zentr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ihaz Industrie- und Handels-Ausstellungs-Zentr filed Critical Ihaz Industrie- und Handels-Ausstellungs-Zentr
Publication of WO1988000845A1 publication Critical patent/WO1988000845A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • A61N1/20—Applying electric currents by contact electrodes continuous direct currents
    • 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
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/3603—Control systems

Definitions

  • Apparatus (device) arthrosis for the treatment of bone fractures, in particular for the treatment of Pseud- ⁇ .
  • the constant electrical potentials are increased in the broken parts of a bone; they gradually decrease with progressive bone healing and fracture healing until after the
  • the present invention is based on the following principal
  • Procure bones in such a way that they form positive and negative electrical charges, as well as dynamic (piezoelectric) and constant (bioelectric) voltages (potentials). Since the negative charges lead to cellular activities (interactions), fixing (determining) and generating (generating) these 10 charges on the incurable bone fracture can lead to cell stimulation, which then helps the fracture to heal.
  • the object on which the present invention is based is to provide a device or a device of the generic type, with which, on the basis of the above knowledge, the healing of broken bones in humans is made possible in the first place under certain circumstances.
  • the dose of the negative electrical charges which is necessary for the treatment of incurable fractures, is defined, fixed and kept constant; the appropriate shape for the electrical sign is selected at the same time.
  • the biological activities of the cells are investigated using isotopes, as is their resonance for the external electrical charges).
  • the device maintains the appropriate dose of the electrical charges without reduction, in spite of the change in temperature in the human body. per due to the bone formation on the negative poles. (This is achieved by means of a self-regulating *, the transistor circuit which maintains the desired current strength during the three-month treatment period).
  • the device guarantees the uninterrupted (constant) supply of the appropriate dose of electrical charges during the treatment period. This is done by means of an acoustic and an optical alarm system in order to warn the patient acoustically if the current at one pole (at any negative pole) fails due to an interruption in a direct current circuit, and to signal the patient to display a light cell belonging to the optical alarm system 5, which is the fault location.
  • the generated (generated) current strength is measured at all four negative poles.
  • Each of the four poles can be switched on separately by an external o avometer.
  • the device is equipped with an internal micro-avometer to separate the generated current 5 for each negative pole and directly by four
  • FIG. 1 shows a complete device for the treatment of incurable bone fractures by using electrical stimulation of the bone cells by means of low-° (light) direct current;
  • FIG. 2 shows the electrical circuit arrangements or circuits used in the device according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an application example for a device according to FIG. 1 .
  • Fig. 1 shows the complete structure of the electrical rule
  • Device for stimulating bone cells It consists of a rectangular housing box 1 with the device dimensions - length x width x height approximately 10 x 6 x 2.5 cm (centimeters). In the upper part of the housing, the device contains a micro avometer (measuring device for current and
  • the micro-avometer has a display which is subdivided for the ranges 1 to 100 micro-amperes and 1 to 10 volts; the ikro-Avometer is marked with the reference symbol w.
  • the device contains a display H which tests (monitors) the battery during operation.
  • the device comprises an acoustic alarm system (loudspeaker) C and four optical (lighting) control systems.
  • the acoustic alarm system warns the patient when one of the four direct current circuits which generate the direct current is interrupted.
  • One of the light-emitting diodes 15, 16, 17, 18 (compare diodes D_, according to FIG. 2) of a light-emitting diode line B indicates the point of failure or the interrupted direct current circuit.
  • connecting lines 4 Five connecting lines (wires) 4 are connected to the device.
  • One of these connecting lines 4 is the positive pole (is connected to the positive pole), which is connected to a thin rectangular anode plate 3 et ⁇ 5 w with the dimensions 4 x 2.5 cm. This sheet 3 is placed and fixed on the patient's skin when the device is used.
  • the other connecting lines 4- are the negative poles (are connected to the negative poles); these lines are connected to a Kirschner needle (Kirschner wire) 2 with a thickness of approximately 1.2 mm (millimeters).
  • This Kir ⁇ schner needle is covered with an insulating jacket made of polytetrafluoroethylene (trade name TEFLON), up to a distance of about 1 cm from the tip; this tip is inserted (inserted) at the bone fracture (in the area of the bone fracture).
  • TEFLON polytetrafluoroethylene
  • the device is operated by a (alkaline) battery with approximately 9 volt operating voltage, which has its special place in the device and which has a special one
  • Cover on the back of the device (the housing) is replaceable.
  • FIG. 2 shows the electrical circuits which explain (disclose) the complete circuit structure of the device according to FIG. 1. This circuit consists of four
  • Transistor circuits A four transistor circuits B, one circuit C and one circuit D.
  • the circuit A forms the direct current source and consists of a variable resistor M- (with 5 approximately 100 kohm) and a transistor 1 (for example of the type BF 244; this is an NPN silicon transistor for example from the company Texas Instruments or Valvo), which are connected to an (alkaline battery S with a battery voltage of about 9 volts.
  • This circuit o A generates a direct current of about 20 microamps, regardless of a change in resistance in the human body (of the patient) due to the formation of bones in the region of the negative poles This is achieved by the self-regulating properties with regard to keeping the desired (required) current constant with the transistor T 1 (of the BF 244 type).
  • Circuit B forms the optical control system. It consists of a transistor _ (for example of the type BC 1o8; this is an NP transistor for low-frequency pre and driver stages, for example from the Siemens company) as a changeover switch (switching transistor), Current passage (current flow) in circuit B allows (opens) when the corresponding (coupled) circuit A of the direct current source is interrupted.
  • the circuit B also consists of two resistors M 2 5 and M- 2 (both about 47o Ohm), and a transistor T (for example of the type BC 1o9; this is an NPN transistor for low-frequency pre- and driver stages, for example from Siemens).
  • This group (this circuit part) is connected to a light-emitting diode D 1 (light cell) o which lights up in the event of an interruption in the assigned circuit A and indicates this (to the faulty circuit).
  • Circuit C forms the acoustic alarm system. It warns acoustically in the event of an interruption of any of the four circuits A and consists of a transistor T 1 (for example of the type B 1 C 10 7; this is an NP transistor for low-frequency preliminary and driver stages for Example from Siemens), two serially connected diodes D 2 0 and O _ and an automatic o L autton (acoustic generator) G, which is an acoustic
  • the circuit D serves as a test circuit for checking the transistor operation (the transistor functions) and consists of two resistors M, (with about 47o Ohm) 5 and H r (with about 6o kOhm), a basis (one base) for the transistor mounting K and a light emitting diode
  • This test circuit D is used for simple maintenance and testing of the entire device according to FIG. 1, without having to resort to a specialist.
  • the circuit arrangement shown in Fig. 2 also shows the arrangement of the micro-Avo eters W, as well as the display H for the B tterie voltage and the group of four switches 1o, 11, 12, 13 of the switching unit, which indicates the current intensity generated Measure each negative pole o separately, and the changeover switch 0, which measures the difference in the battery voltage during use (during operation).
  • FIG. 3 shows the use of the device according to the invention for the treatment of broken bones, in particular of so-called pseudarthroses, with regard to the surgical handling.
  • FIG. 3 shows a fracture of a bone to which the four cathodes 2 of the device are attached or implanted.
  • These cathodes 2 are each implanted in pairs on the end faces of the 5 break point, specifically obliquely to these end faces; the cathodes 2 are inserted so far through cannulas guided through the patient's flesh adjacent to the fracture that the tips of the cathodes 2 protrude in the free area between the bones to be connected; these tips are the areas left free when the cathodes are encased.
  • the clamping connection boxes 5 are fixed between the cathodes 2 and the connecting lines 4 on the surface of the broken limb or bone, that is to say on the skin.
  • the connecting lines 4 themselves then lead to the device, which the patient can conveniently insert into the pocket due to the minimal dimensions;
  • the device can also be fixed with a strap.

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Description

Vorrichtung (Gerät) zur Behandlung von Knochenbrüchen, insbesondere zur Behandlung von Pseud-^arthrosen.
Auf Grund von Studien und Forschungen über die elektri¬ schen Eigenschaften von Knochen kann man feststellen, 5 daß die Knochen der Lebewesen zwei Arten elektrischer Potentiale aufweisen. Einerseits gibt es dynamische elektrische Potentiale (piezoelektrische Potentiale), die auf der morphologischen Form eines Knochens beruhen, sowie auf dem Einfluß mechanischer Belastungen (wie zum o Beispiel Zug und Druck) - dabei bilden sich positive La¬ dungen auf der konvexen Seite (Ebene) des Knochens, die unter Zugbeanspruchung steht und negative Ladungen auf der konkaven Seite (Ebene), die unter Druck steht, (ver¬ gleiche; Fukasa, E. und Yasuda,* 1957» "0n the piezo- 5 electric effect of bone", J. D. phys. soc. Jap 12, 1128). Andererseits gibt es konstante (beständige) elektrische Potentiale (bioelektrische Potentiale), die auf zellula¬ ren und physiochemischen Wirkungsmechanismen beruhen (vergleiche : Friedenberg, Z. B. und Brighton, C. T., o 1966, "Bioelectric potentials in bone", J. Bone & Joint surg., vol. 48 a, 915) - dabei beobachtet man die Bil¬ dung negativer Ladungen in den aktivemund vitalen Be¬ reichen (zum Beispiel im Bereich der Epiphysis und der Metaphysis eines Knochens) und positiver Ladungen in den 5 Bereichen die weniger aktiv und weniger dick sind (zum Beispiel im Bereich der Diaphyse eines Knochens).
Die beständigen elektrischen Potentiale (bioelektrische Potentiale) sind in den gebrochenen Teilen eines Knochens erhöht; sie nehmen allmählich mit fortschreitender Kno- o chenheilung und Bruchheilung stetig ab, bis sie nach der
* (oder JoSocAα.) endgültigen Heilung des Bruchs wieder normale Werte annehmen.
Diese Erhöhung der beständigen ( bio elektrischen) Po¬ tenti ale verhilft den Knochenbrüchen zu ihrer schnel- 5 len Heilung.
Aufgrund der genannten Studien hat eine Forschergruppe den Einfluß geringer elektrischer Ströme auf die Zel¬ lenstimulation studiert. Der erste Wissenschaftler, der diese Methodik dann auf Tiere angewandt hat , war der o j ap anische Wissenschaftler Jasuda ( vergleiche obige
Zitatstelle) .
Auf Grund dieser. Versuche konnte er feststellen, daß die Knochenbildung (0 steogenesis) bei den negativen Polen begünstigt wird, beziehungsweise ist.
5 Der vorliegenden Erfindung liegt folgende prinzipielle
Ausgangsbasis zu Grunde.
Mit zunehmender Benutzung der modernen Verkehrsmittel haben sich die komplizierten Brüche stark vermehrt . Es- gibt häufig Knochenbrüche, die oft mehr als ein Jahr o existieren und solange unheilbar geblieben sind.
Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß das gebrochene Glied keine Bewegungsmöglichkeit hat und somit die Er¬ zeugung von dynamischen ( piezoelektrischen) Spannungen und die elektrischen L adungen vermißt, die aus dem Be- 5 wegungsablauf und dem Einfluß von Zug und Druck auf der
Grundlage der mechanischen Beanspruchungen entstehen.
Da die traditionellen Methoden bei der Behandlung un¬ heilbarer Knochenbrüche durch Einsetzen von platten, N ägeln und Knochenflicken fehlgeschlagen sind, hat man sich auf die andere geheimnisvolle Seite und zwar der der Knochen besonnen. Unsere
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Knochen so beschaffen, daß sie positive und negative 5 elektrische Ladungen, sowie dynamische (piezoelektri¬ sche) und gleichbleibende (bioelektrische) Spannungen (Potentiale) bilden. Da die negativen Ladungen zu zel¬ lularen Aktivitäten (Wechselwirkungen) führen, kann das Fixieren (Bestimmen) und Erzeugen (Generieren) dieser 1o Ladungen auf den unheilbaren Knochenbruch zur Zellen¬ stimulation führen, was dem Bruch dann bei seiner Hei¬ lung hilft.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Auf¬ gabe ist es, eine Einrichtung beziehungsweise ein Ge- 5 rät der gattungsgemäßen Art anzugeben, mit dem auf der Grundlage der vorstehenden Erkenntnisse die Heilung von Knochenbrüchen bei Menschen begünstigt, unter Um¬ ständen überhaupt erst möglich wird.
Diese Aufgabe wird prinzipiell dadurch gelöst, daß eine o Einrichtung der genannten Art vorgeschlagen wird, die in Form eines einfachen und kompakten (Hand-) Gerätes folgende Merkmale aufweist:
Mit der Einrichtung wird die Dosis der negativen elektri¬ schen Ladungen, die für die Behandlung der unheilbaren 5 Knochenbrüche notwendig ist, definiert, festgelegt und konstant gehalten; dabei wird gleichzeitig die geeignete Form für das elektrische Zeichen ausgewählt. (Die biolo¬ gischen Aktivitäten der Zellen werden durch Benutzung von Isotopen untersucht; ebenso ihre Resonanz für die o externen elektrischen Ladungen) .
Mit der Einrichtung wird die geeignete Dosis der elekt¬ rischen Ladungen ohne Reduzierung aufrechterhalten, und zwar trotz der Wi erStandsänderung im menschlichen Kör- per auf Grund der Knochenbildung an dem- negativen Polen. (Dies wird mittels eines sich selbst regeln*-, den Transistαrschaltkreises erreicht, der die ge¬ wünschte Stromstärke während der drei-monatigen Be- 5 handlungsdauer aufrecht erhält) .
Mit der Einrichtung wird die ununterbrochene (kon¬ stante) Zuführung der geeigneten Do sis der elektri¬ schen Ladungen während der Behandlungsdauer garan¬ tiert . Dies geschieht mittels eines akustischen und o eines optischen Alarmsystems, um den P atienten aku¬ stisch zu warnen, falls der Strom an einem Pol ( an irgend einem negativen Pol) auf Grund einer Unter¬ brechung eines Gleichstromkreises ausfällt, und um dem P atienten über eine zum optischen Alarmsystem 5 gehörende Lichtzelle anzuzeigen, welches die Stö¬ rungsstelle ist .
Mit der Einrichtung wird die erzeugte ( generierte) Stromstärke an allen vier negativen Polen gemessen. Jeder der vier Pole kann separat durch ein externes o Avometer eingeschaltet werden. (Um die Benutzung dieses Gerätes durch den O rthopäden, der mit der Benutzung des Avometers nicht ganz vertraut ist, zu erleichtern, ist das Gerät mit einem internen Mikro- Avometer ausgerüstet, um die erzeugte Stromstärke 5 bei jedem negativen Pol separat und direkt durch vier
Umschalter messen zu können, sowie um die Differenzen der B atterie Spannung bei der B enutzung durch einen fünften Umschalter zu messen) .
Es hat sich dabei gezeigt, daß ein Gleichstrom von ° 2o Mikro-Ampere die am besten geeignete Stromstärke zur Behandlung der zu heilenden Knochenbrüche ist. ( Zur B ehandlung sogenannter angeborener Knochenbrüche wird an stelle eines Gleichstroms von 2o AiA ein Wech¬ selstrom mit einer P eriode von 1 Sekunde benutzt. ) Es hat sich aber auch gezeigt, daß die unheilbaren Knochenbrüche, bei denen künstliche Gelenke einge¬ setzt sind, auf die Behandlung mit der elektrischen Stimulation der Knochenzellen nicht reagieren, was 5 durch Untersuchungen mit I sotopen festgestellt wurde.
Das prozentuale Heilungsverhältnis der mehr als ein J ahr unverheilt gebliebenen Knochenbrüche, bei deren Behandlung traditionelle M ethoden wie zum Beispiel Platten, N ägel und Knochenflicken benutzt wurden, be- 1o trägt 93» 3o Prozent bei 3o untersuchten und mit dem
G erät behandelten Fällen. (Nur zwei Fälle reagierten nicht auf die Behandlung, da - wie vorstehend bereit s festgestellt - ein künstliche s G elenk-; vorhanden war ; das Ergebni s wurde mittels I sotopen nachgewiesen. )
1 Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert . Diese zeigt in
Fig. 1 ein komplettes Gerät zur Behandlung unheilba¬ rer Knochenbrüche durch Benutzung elektrischer Stimulation der Knochenzellen mittels geringen -° ( leichten) Gleichstroms ;
Fig. 2 die in dem Gerät nach Fig. 1 benutzten elektri¬ schen Schaltungs anordnungen bzw. Schaltkreise ;
Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel für ein Gerät gemäß der Fig . 1 .
25 Fig. 1 zeigt den kompletten Aufbau des elektri schen
Geräts zur Stimulation von Knochenzellen . Es besteht aus einem rechteckigen Gehäusekasten 1 mit den Geräte¬ abmessungen - Länge x Breite x Höhe etwa 1 o x 6 x 2, 5 cm ( Zentimeter) . Das Gerät enthält im oberen T eil des o Gehäuses ein M ikro-Avometer (M eßgerät für Strom und
Spannung) , das von beiden Gehäuseseiten etwa gleich weit entfernt ist . und das an den negativen polen (K at¬ hoden) 2 angeschlo ssen ist, um die erzeugten Strom¬ stärken an jedem negativen pol ( an jeder K athode) 2 separat und direkt mittels eines für jeden Schaltkreis vorgesehenen Umschalters 1o, 11, 12, 13 der Schaltein¬ heit N zu messen - vergleiche Fig. 2. Ein weiterer Um¬ schalter 0 der Sehalteinheit N dient zur Messung der 5 Spannungsdifferenz (Spannungsabweichung) der Batterie während der Benutzung (des Betriebs) des Geräts. Das Mikro-Avometer weist eine Anzeige auf, die für die Be¬ reiche 1 bis 1oo Mikro-Ampere und 1 bis 1o Volt unter¬ teilt ist; das ikro-Avometer ist mit dem Bezugszei- o chen w gekennzeichnet.
Das Gerät enthält eine Anzeige H, die die Batterie wäh¬ rend des Betriebs testet (überwacht). Darüberhinaus um¬ faßt das Gerät ein akustisches Alarmsystem (Lautspre¬ cher) C und vier optische (aufleuchtende) Kontrollsys- 5 teme. Das akustische Alarmsystem warnt den Patienten, wenn einer der vier Gleichstromkreise die den Gleich¬ strom erzeugen, unterbrochen ist. Eine der Leuchtdio¬ den 15, 16, 17, 18 (vergleiche Dioden D_, gemäß Fig. 2) einer Leuchtdiodenzeile B zeigt die Störungsstelle oder o den unterbrochenen Gleichstro kreis an.
An dem Gerät sind fünf Verbindungsleitungen (Drähte) 4 angeschlossen. Eine dieser Verbindungsleitungen 4 ist der positive pol (ist mit dem positiven Pol verbunden), der an einem dünnen rechteckigen Anoden-Blättchen 3 et^ 5 w der Abmessungen 4 x 2,5 cm angeschlossen ist. Dieses Blättchen 3 wird bei Anwendung des Geräts auf die Haut des Patienten aufgelegt und fixiert. Die anderen Verbin¬ dungsleitungen 4- sind die negativen Pole (sind mit den negativen Polen verbunden) ; diese Leitungen sind an ei- o n.er Kirschner - Nadel (Kirschner - Draht) 2 der Dicke von etwa 1,2 mm (Millimeter) angeschlossen. Diese Kir¬ schner - Nadel ist mit einem Isoliermantel aus Poly - tetrafluoräthylen (Handelsname TEFLON) überzogen, und zwar bis zu einem Abstand von etwa 1 cm von der Spitze; diese Spitze wird am Knochenbruch (im Bereich des Kno- I chenbruchs) eingeführt (Eingesetzt).
Das Gerät ist von einer (alkalischen) Batterie mit et¬ wa 9 Volt Betriebsspannung betrieben, die ihren speziel- 5 len Platz im Gerät hat und die über einen speziellen
Deckel an der Rückseite des Gerätes (des Gehäuses) aus¬ wechselbar ist.
Fig. 2 zeigt die elektrischen Schaltkreise , die den kompletten Schaltungsaufbau des Geräts nach Fig. 1 er- o läutern (offenbaren). Diese Schaltung besteht aus vier
Transistor-Schaltkreisen A, vier Transistor-Schaltkrei¬ sen B, einem Schaltkreis C und einem Schaltkreis D.
Der Schaltkreis A bildet die Gleichstromquelle und be¬ steht aus jeweils einem variablen Widerstand M- (mit 5 etwa 1oo kohm) und einem Transistor 1 (zum Beispiel des Typs B F 244; das ist ein NPN-Silizium-Transistor zum Beispiel der Firmen Texas Instruments oder Valvo), die an einer (alkalischer. Batterie S mit etwa 9 Volt Batterie Spannung angeschlossen sind. Dieser Schaltkreis o A erzeugt einen Gleichstrom von etwa 2o Mikro-Ampere, und zwar unabhängig von einer Widerstandsänderung im menschlichen Körper (des Patienten) auf Grund der Kno¬ chenbildung im Bereich der negativen pole. Dies wird durch die selbstregelnden Eigenschaften bezüglich der 5 Konstanthaltung der gewünschten (erforderlichen) Strom¬ stärke mit dem Transistor T1 (des Typs B F 244) er¬ reicht.
Der Schaltkreis B bildet das optische Kontrollsystem. Er besteht aus einem Transistor _ (zum Beispiel des o Typs B C 1o8; das ist ein NP -Transistor für nieder¬ frequente Vor- und Treiberstufen zum Beispiel der Fir¬ ma Siemens) als Umschalter (Schalttransistor), der den Stromdurchgang (Stromfluß) im Schaltkreis B erlaubt (öffnet), wenn der entsprechende (angekoppelte) Schalt¬ kreis A der Gleichstromquelle unterbrochen ist. Der Schaltkreis B besteht ferner aus zwei Widerständen M2 5 und M-2 (beide etwa 47o Ohm), sowie einem Transistor T (zum Beispiel des Typs B C 1o9; das ist ein NPN-Tran¬ sistor für niederfrequente Vor- und Treiberstufen zum Beispiel der Firma Siemens). Diese Gruppe (dieser Schal¬ tungsteil) ist mit einer Leuchtdiode D1 (Lichtzelle) o verbunden, die im Falle einer Unterbrechung des zuge¬ ordneten Schaltkreises A aufleuchtet und darauf (auf den gestörten Schaltkreis) hinweist.
Der Schaltkreis C bildet das akustische Alarmsystem. Er¬ warnt akustisch im Falle einer Unterbrechung irgend ei- 5 nes der vier Schaltkreise A und besteht aus einem Tran¬ sistor Tι (zum Beispiel des Typs B1 C 1o7; das ist ein NP -Transistor für niederfrequente Vor- und Treiberstu¬ fen zum Beispiel der Firma Siemens), zwei seriell ge¬ schalteten Dioden D 20 und O _ und einem automatischen o L autton ( akustischen Generator) G , der ein akustisches
Signal abgibt.
Der Schaltkreis D dient als Prüfkreis der Überprüfung des Transistorbetriebs ( der Transistorfunktionen) und besteht aus zwei Widerständen M , (mit etwa 47o Ohm) 5 und H r ( mit etwa 6o kOhm) , einer Grundlage ( einem Sok- kel) zur Transistorbefestigung K und einer Leuchtdiode
Da alle vorgenannten Transistoren an Grundlagen (auf Sockeln) befestigt sind, ist es leicht, diese Transis- o toren rauszunehmen ("abzuziehen) und zur Überprüfung auf diB Transistorgrundlage (den Befestigungssockel) K des Prüfkreises D zu legen. Die Leuchtdiode D, leuch¬ tet dann auf, wenn der überprüfte Transistor in Ordnung _ $ _
(voll funktionsfähig) ist. Dieser Prüfkreis D wird zur einfachen Wartung und Prüfung des Gesamtgeräts nach Fig. 1 benutzt, ohne daß dabei auf einen Spezialisten zurückgegriffen werden muß.
5 Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung sanordnung zeigt auch die Anordnung des Mikro-Avo eters W, sowie die Anzeige H für die B tterie Spannung und die Gruppe der vier Umschalter 1o, 11, 12, 13 der Schalteinheit , die die erzeugte Stromstärke an jedem negativen Pol o separat messen, und den Umschalter 0, der die Diffe¬ renz der Batterie Spannung bei der Benutzung (während des Betriebs) mißt.
Hinsichtlich der Verknüpfung der genannten Schaltkreise untereinander und der Verbindung mit der Batterie wird 5 explizit auf die zeichnerische Darstellung nach Fig. 2 verwiesen.
Fig. 3 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Geräts zur Behandlung von Knochenbrüchen, insbesondere von so¬ genannten pseudarthrosen, im Hinblick auf die chirurgi- o sehe Handhabung.
In der Darstellung nach Fig. 3 ist eine Bruchstelle ei¬ nes Knochens gezeigt, an die die vier Kathoden 2 des Ge¬ räts angesetzt beziehungsweise implantiert sind. Diese Kathoden 2 sind jeweils paarweise an den Stirnseiten der 5 Bruchstelle implantiert und zwar schräg zu diesen Stirn¬ seiten; die Kathoden 2 sind dabei über durch das der Bruchstelle benachbarte Fleisch des Patienten geführte Kanülen so weit eingesetzt, daß die Spitzen der Kathoden 2 im freien Bereich zwischen den zu verbindenden Knochen o vorstehen.; diese Spitzen sind die beim Ummanteln der Kat¬ hoden frei gelassenen Bereiche. - 1o -
An der Oberfläche des gebrochenen Gliedes beziehungs¬ weise Knochens, das heißt auf der Haut, sind die Klemm¬ verbindung skästen 5 zwischen den Kathoden 2 und den Verbindungsleitungen 4 fixiert. Die Verbindungsleitun¬ gen 4 selbst führen dann zum Gerät, das der Patient auf Grund der minimalen Abmessungen bequem in die Ta¬ sche stecken kann ; selbstverständlich kann das Gerät aber auch mittels eines Gurtes fixiert werden.

Claims

P at ent an Sprüche
1. Vorrichtung (Gerät) zur Behandlung unheilbarer Kno¬ chenbrüche durch Benutzung elektrischer Stimulation der Knochenzellen mittels (leichten) Gleichstroms 5 von (etwa) 2o Mikro-Ampere, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät aus einem Gehäuse besteht, das im obe¬ ren Teil der Frontplatte ein Avometer ( Strom-/Span- nungsmesser) (W) aufweist, das an. den negativen Po¬ o len (Kathoden 2) angeschlossen ist, um die erzeugten Stromstärken an jedem pol separat und direkt mittels eines Umschalters (Schalteinheit N) für jeden Schalt¬ kreis zu messen (vergleiche Fig. 2), daß eine (alkalische) Batterie mit einer Betriebs- 5 Spannung von etwa 9 Volt vorgesehen ist, die ihren speziellen platz im Gerät hat und die über einen spe¬ ziellen Deckel auf der Rückseite des Geräts auswech¬ selbar ist, daß ein Umschalter (0) zur Messung von Spannungsdif- o ferenzen (Spannungsabweichungen) der Batterie bei der Benutzung (während des Betriebs) vorgesehen ist, daß eine Anzeige (H) vorgesehen iBt, die die Batterie während des Betriebs testet (überwacht), daß ein akustisches Alarmsystem (C) und vier optische 5 Konstrollsysteme vorgesehen sind, wobei das akustische Alarmsystem (C) den Patienten im Falle einer Unterbrechung eines der vier den Gleichstrom erzeugenden Schaltkreise (A) warnt, und wobei das optische Kontrollsystem (B) über Leucht- o dioden auf die Störungsstelle und den unterbroche¬ nen Schaltkreis hinweist, daß fünf äußere Verbindungsleitungen (4) vorgesehen sind, deren einer der positive Pol ist, der an einem dünnen rechteckigen ( Anoden-) Blättchen ( 3) von etwa 4 x 2, 5 cm angeschlossen ist, das auf die Haut des P atienten aufzulegen ist, und deren vier weitere Verbindungsleitungen die negativen Pole 5 sind, die an einer Kirschner- adel ( 2) von etwa
1 , 2 mm Stärke angeschlo ssen sind, die mit einem
I soliermantel aus Polytetrafluoräthylen versehen
ZU ist, der bis/etwa einem Abstand von einem cm von der Spitze reicht, die in den Bruchbereich des o Knochens eingeführt wird.
2. Vorrichtung (gerät) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gerät benutzten elektrischen Schalt¬ kreise aus vier Schaltkreisen (A) zur Gleichstrom- 5 erzeugung, vier Schaltkreisen (B) zur Erzeugung eines optischen Kontrollsignals, einem Schaltkreis (C) zur Erzeugung eines akustischen Alarmsignals und einem Schaltkreis (D) zur Prüfung der Transis¬ torfunktionen bestehen, o wobei der Schaltkreis (A) zur Erzeugung des Gleich¬ stroms aus je einem variablen Widerstand von etwa 1oo kOHM und einem Transistor (T1) besteht^ . die an einer (alkalischen) Batterie (S) von etwa 9 Volt angeschlossen sind und einen Gleichstrom von etwa 5 2o Mikro-Ampere erzeugen, der unabhängig von einer Widerstandsänderung im menschlichen Körper aufgrund der Knochenbildung bei den negativen Polen konstant gehalten wird und zwar durch die selbstregelnde Ei¬ genschaft der Transistoren ( 1) im Hinblick auf die o Aufrechterhaltung der gewünschten Stromstärke-, wobei der Schaltkreis (B) zur Bildung des optischen Kontrollsystems jeweils aus einem Transistor (T ) als Umschalter besteht, der den Stromfluß im Schalt¬ kreis (B) erlaubt (öffnet), wenn der entsprechende (zugeordnete) Schaltkreis (A) zur Erzeugung des Gleichstroms unterbrochen ist, aus zwei widerstän¬ den (M i M-r) von etwa jeweils 47o Ohm, sowie einem weiteren Transistor (T,) , die mit einer Leuchtdio- 5 de (DJ gekoppelt sind, die im Falle der Unterbre¬ chung des angekoppelten Schaltkreises (A) zur Er¬ zeugung des Gleichstroms aufleuchtet und auf die¬ sen hinweist, wobei der das akustische Alarmsystem bildende o Schaltkreis (C) aus einem vierten Transistor (_ .) , sowie zwei Dioden (D2, D-∑) und einem akustischen Generator (G) besteht und im Falle einer Unter¬ brechung eines der vier Schaltkreise (A) zur Er¬ zeugung des Gleichstroms automatisch ein akusti- sches Alarmsignal abgibt, wobei der Schaltkreis (D) zur Überprüfung der Tran¬ sistorfunktion zwecks Erleichterung der Gerätewar¬ tung ohne Zuhilfen4 me eines Spezialisten aus zwei Widerständen ( . mit etwa 47o Ohm, Msmit etwa 6o o kOh ) und einer Grundlage (einem Sockel) zur Tran¬ sistorbefestigung (K) besteht, und wobei alle Transistoren leicht demontierbar an Grundlagen (Sockeln) befestigt und zur Prüfung auf die Grundlage (den Sockel) zur Transistorbef esti- 5 gung (K) des Prüfkreises (D) legbar (steckbar) sind, wobei eine Leuchtdiode (D im Prüfkreis (D) dann aufleuchtet, wenn der überprüfte (zu prüfende) Tran¬ sistor in Ordnung ist, und wobei ein Mikro-Avometer (w) zur Messung der Strom- o stärke und der Batterie Spannung vorgesehen ist.
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