DE868324C - Device for transmitting electromagnetic radiation at a frequency between 10 and 10 Hz to substances and biological tissue arranged in the near field of the radiator for the purpose of their treatment - Google Patents

Description

Translated fromGerman

Einrichtung zur Ubertragung einer elektromagnetischen Strahlung voneiner Frequenz zwischen 108 und 1010 Hz auf im Nahfeld des Strahlers angeordneteStoffe und biologische Gewebe zum Zwecke ihrer Behandlung Die Erfindung betriffteine Einrichtung zur lDlbertragung einer elektromagnetischen Strahlung von einerFrequenz zwischen Io8 und Io10 Hz auf im Nahfeld des Strahlers angeordnete Stoffeund biologische Gewebe zum Zwecke ihrer Behandlung.Device for transmitting electromagnetic radiation froma frequency between 108 and 1010 Hz arranged in the near field of the radiatorFabrics and biological tissues for the purpose of treating them. The invention relates toa device for the transmission of electromagnetic radiation from aFrequency between Io8 and Io10 Hz on substances arranged in the near field of the radiatorand biological tissues for their treatment.

Der allgemeine Vorschlag, zur Behandlung von Stoffen und biologischenGeweben, insbesondere zum Zwecke ihrer Erwärmung, außer dem Kondensatorfeld unddem Spulenfeld auch das gerichtete elektromagnetische Strahlungsfeld zu verwenden,wurde schon vor mehr als IO Jahren gemacht. Trotzdem hat sich die Industrie bisjetzt mit der Herstellung geeigneter Einrichtungen für diese Behandlungsart nichtbefaßt. Die Gründe hierfür waren zunächst der schlechte Wirkungsgrad bei dieserArt der tSbertragung der Hochfrequenzenergie und, wenigstens für eine Frequenz biszu 3 in9 Hz, die großen Abmessungen des den Strahler umgebenden Reflektors, der,um eine optimale Verstärkung zu ergeben, nach den Feststellungen auf dem Gebietder Nachrichtentibermittlung eine tfflnung haben muß, die groß gegenüber der Wellenlängeder Strahlung (etwa IO i) ist. The general proposal for the treatment of substances and biologicalTissues, especially for the purpose of heating them, except for the capacitor field andto use the directional electromagnetic radiation field in addition to the coil field,was made more than 10 years ago. Even so, the industry has grown upnot now with the manufacture of suitable facilities for this type of treatmentdeals. The reasons for this were initially the poor efficiency with thisType of transmission of high frequency energy and, at least for one frequency up toto 3 in9 Hz, the large dimensions of the reflector surrounding the radiator, the,to give optimal reinforcement, according to the findings in the fieldthe message transmission must have an opening that is large compared to the wavelengthof radiation (about IO i).

Sleit einigen Jahren gehört nun die Erkenntnis zum Stand der Technik,daß es möglich sein muß, den Wirkungsgrad bei der Behandlung im elektro-magnetischenStrahlungsfeld dadurch wesentlich zu verbessern, daß der Reflektor und der Raumzwischen dem Strahler und dem Behandlungsoibjekt mit einem Dielektrikum ausgefülltwird, das in bezug auf seine Dielektrizitätskonstante-(DK) dem Behandlungsobjektangepaßt ist. Hierdurch wird eine Reflexion der Strahlung an der Oberfläche desBehandlungsobjekts vermieden. Man hat ferner erkannt, daß durch Ausfüllung des Reflektorsmit einem Isolierstoff mit möglichst hoher DK seine Abmessungen gegenüber der Ausfüllungmit Luft entsprechend dem Faktor ßs (e = DK des Isolierstoffes) verkleinert werdenkönnen. For a few years now, the knowledge has been part of the state of the art,that it must be possible to improve the efficiency of the treatment in the electro-magneticSignificantly improve the radiation field that the reflector and the roombetween the radiator and the treatment object filled with a dielectricthat in terms of its dielectric constant (DK) is the object to be treatedis adapted. This causes a reflection of the radiation on the surface of theTreatment object avoided. It has also been recognized that by filling the reflectorwith an insulating material with the highest possible DK its dimensions compared to the fillingcan be reduced with air according to the factor ßs (e = DK of the insulating material)can.

Auch diese Erkenntnisse haben nicht zum Bau einer praktisch brauchbarenÜbertragungseinrichtung geführt. Gemäß der Feststellung, daß das Muskelgewebe eineDK von etwa 80 hat, wurde zwar vorgeschlagen, den Reflektor entweder mit einem beider Frequenz der Strahlung praktisch verlustfreien keramischen Isolierstoff miteiner DK von etwa 80 oder mit bestem destilliertem Wasser auszufüllen; für die Praxissind aber beide Füllstoffe' nicht geeignet. Der keramische Isolierstoff mit derDK von etwa so kann bis jetzt nur in kleineren Stücken hergestellt werden. GrößereTeile müssen aus kleineren Stücken, deren Flächen plan geschliffen sind, zusammengesetztwerden. Hierdurch werden größere Teile sehr teuer. Außerdem ist dieser Stoff sehrschwer. Bestes destilliertes Wasser hat zwar eine genügend geringe Ohmsche Leitfähigkeit,seine Dipolleitfähigkeit erreicht aber schon bei einer Frequenz von 3 io8 Hz einenWert, der der Ohmschen Leitfähigkeit von nicht destilliertem Wasser entspricht.Es absorbiert deshalb in dem Frequenzbereich zwischen IO8 und Io10 Hz einen Teilder vom Strahler ausgehenden Strahlung und wird infolgedessen schnell sehr warm. Even these findings did not lead to the construction of a practically usable oneTransmission device out. According to the finding that the muscle tissue is aDK of about 80, it has been suggested to use the reflector with either one atthe frequency of the radiation with practically lossless ceramic insulating materiala DK of about 80 or the best distilled water to fill in; For the practicebut both fillers are not suitable. The ceramic insulating material with theDK of about so can only be made in smaller pieces up to now. Bigger onesParts have to be assembled from smaller pieces, the surfaces of which are ground flatwill. This makes larger parts very expensive. Plus, this stuff is very muchheavy. The best distilled water has a sufficiently low ohmic conductivity,however, its dipole conductivity already reaches a frequency of 308 HzValue that corresponds to the ohmic conductivity of non-distilled water.It therefore absorbs part of the frequency range between IO8 and Io10 Hzthe radiation emitted by the heater and as a result quickly becomes very warm.

Gegenstand der 1Erfindung ist eine Einrichtung zur Ubertragung einerelektromagnetischen Strahlung von einer Frequenz zwischen Io8 und Io10 Hz auf imNahfeld des Strahlers angeordnete Stoffe und biologische Gewebe, bei der der denStrahler umgebende Reflektor mit strömendem Leitungswasser ausgefüllt ist. Die vomLeitungswasser absorbierte Strahlung ist zwar infolge ihrer größeren Ohmschen Leitfähigkeitetwas größer als die von bestem destilliertem Wasser absorbierte und seine Erwärmungdeshalb an sich etwas stärker, durch die ständige Erneuerung des den Reflektor ausfüllendenWassers wird jedoch eine bei der Behandlung störende Erwärmung des im Reflektorvorhandenen Wassers vermieden. Liegt der Reflektor während der Behandlung am Behandlungsobjektan, so wird sogar eine Kühlung und damit eine Wärmeentlastung der Oberfläche desBlehandlungsobjekts erreicht. The subject of the invention is a device for transmitting aelectromagnetic radiation at a frequency between Io8 and Io10 Hz on imSubstances and biological tissue arranged in the vicinity of the radiator, in which theThe reflector surrounding the radiator is filled with flowing tap water. The ones fromTap water absorbed radiation is due to its greater ohmic conductivityslightly larger than that absorbed by the best distilled water and its warmingtherefore a bit stronger in itself, due to the constant renewal of the reflector fillingHowever, water is a disruptive heating of the treatment in the reflectorAvoided existing water. Does the reflector lie on the object to be treated during the treatment?on, then even a cooling and thus a heat relief of the surface of theLead object reached.

Der Reflektor gemäß der Erfindung bewirkt überraschenderweise einemehr als zweifache Verstärkung der vom Strahler ausgehenden Strahlung nur dann,wenn seine Öffnung zwischen dem I,2sfachen und dem 2,25fachen Wert der Wellenlängeder Strahlung im Wasser liegt. Mit einem Reflektor mit einer Öffnung von I,7 2 wurdeeine optimale Verstärkung im Nahfeld des Strahlers erzielt. Die Verstärkung warin diesem Fall 20- bis 2fach, während sie bei einem Öffnungedurchmesser von I,25und 2,25 2 3fach, bei einem Öffnungsdurchmesser von I,4 und 2 2 fach und bei einemÖffnungsdurchmesser von 1,55 und 1,85 i 8fach war. The reflector according to the invention surprisingly causes amore than twice the amplification of the radiation emanating from the radiator only ifwhen its aperture is between 1.2 times and 2.25 times the wavelengththe radiation in the water. Using a reflector with an opening of I, 7 2 wasan optimal gain in the near field of the radiator is achieved. The reinforcement wasin this case 20 to 2 times, while with an opening diameter of 1.25and 2.25 2 3 times, with an opening diameter of 1, 4 and 2 2 times and with oneOrifice diameters of 1.55 and 1.85 i was 8 times.

Bei den Versuchen mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung hat sichherausgestellt, daß die Größe der Verstärkung im Nahfeld des Strahlers auch vondem Abstand des Strahlers vom Scheitel des Reflektors abhängt. Als günstig hat sichein Abstand von etwa 1/4 der Wellenlänge der Strahlung in dem den Reflektor ausfüllendenStoff oder einem ganzzahligen Vielfachen davon erwiesen. In the tests with a device according to the invention hasfound that the magnitude of the gain in the near field of the radiator is also ofthe distance of the radiator from the vertex of the reflector depends. Has turned out to be cheapa distance of about 1/4 of the wavelength of the radiation in the one filling the reflectorSubstance or an integral multiple of it.

Besonders günstig waren Abstände von o,28, 0,55 und o,8 oder 1,1 .Bei einem Abstand von etwa 2 und i, am besten bei den Werten 0,55 und I,I i, trittdabei infolge einer Interferenz der vom Strahler ausgehenden und vom Reflektor reflektiertenStrahlung in unmittelbarer Nähe der Reflektoröffnung ein tiefes Minimum mit nachfolgendemhohen Maximum auf. Befindet sich bei der Behandlung dile Oberfläche des Behandlungsobjektsan dieser Stelle des Minimums des Strahlungsfeides, so wird sie in starkem Maßeentlastet.Distances of o, 28, 0.55 and o, 8 or 1.1 were particularly favorable.At a distance of about 2 and i, preferably at the values 0.55 and I, I i, occursas a result of an interference of the emanating from the radiator and the reflected from the reflectorRadiation in the immediate vicinity of the reflector opening has a deep minimum with the followinghigh maximum. During treatment, it is located on the surface of the object to be treatedat this point of the minimum of the radiation field, it becomes to a great extentrelieved.

Die Reflektoröffnung kann durch eine Schicht aus festem Isolierstoffabgeschlossen werden, wenn die Dicke dieser Schicht so bemessen wird, daß eine Reflexionder Strahlung an dieser Schicht nicht eintritt. Versuche haben gezeigt, daß eineSchicht, die sehr dünn gegenüber der Wellenlänge der Strahlung in dieser Schichtist, die Strahlung ungehindert hindurchläßt. Eine Schicht aus Pertinax ergab beieiner Strahlung, deren Wellenlänge in Pertinax I85 cm betrug, bis zu einer Dickevon 5 mm praktisch keine Reflexion. Es ist deshalb am besten, die Abschluß schichthöchstens 5 mm dick zu machen. The reflector opening can be through a layer of solid insulating materialbe completed when the thickness of this layer is dimensioned so that a reflectionthe radiation does not enter this layer. Tests have shown that aLayer that is very thin compared to the wavelength of the radiation in this layeris that allows radiation to pass through unhindered. A layer of Pertinax resulted inradiation, the wavelength of which in Pertinax was 185 cm, up to a thicknessfrom 5 mm practically no reflection. It is therefore best to do the final shiftto make a maximum of 5 mm thick.

Zwecks guter Anpasung des Reflektors an die Oberfläche des Behandlungsobjektsist es erwünscht, daß die Abschluß schicht schmiegsam und elastisch ist. Es istdeshalb zweckmäßig, die Reflektoröffnung durch eine den Druck des strömenden Wassersaufnehmende !dünne Schicht abzudecken, dieser Schicht in einem Abstand die eigentlicheAbschluß schicht aus einem elastischen und schmiegsamen Isolierstoff vorzulagernund den Raum zwischen den beiden Schichten mit nicht strömendem Wasser auszufüllen.Natürlich Xkann man anstatt des nicht strömenden Wassers auch einen anderen, vorzugsweiseflüssigen Isolierstoff mit der gleichen DK in den Raum zwischen den beiden Schichteneinbringen. For the purpose of a good adaptation of the reflector to the surface of the object to be treatedit is desirable that the final layer is pliable and elastic. It istherefore it is advisable to push the reflector opening through the pressure of the flowing waterabsorbent! thin layer to cover this layer at a distance the actualFinal layer made of an elastic and pliable insulating materialand fill the space between the two layers with non-flowing water.Of course you can use another instead of the non-flowing water, preferablyliquid insulating material with the same DK in the space between the two layersbring in.

Für den Fall, daß die DK des Behandlungsobjekts wesentlich kleinerist als die DK des -Leitungswassers, ist es zweckmäßig, den Raum zwischen den beidenAbschluß schichten mit einem Isolierstoff mit einer kleineren DK als die des Wassersauszufüllen. Wird zur Ausfüllung ein Isolierstoff gewählt, dessen DK zwischen derdes Wassers und der des Blehandlungsobjekts liegt, soist die Reflexionder Strahlung an der Oberfläche des Behandlungsobjekts gegenüber der Anordnung ohneZwischenschicht oder mit einer Zwischenschicht mit der DK des Wassers erheblichverringert. Es ist selbstverständlich, daß die DK der Zwischenschicht für den Fall,daß diese Zwischenschicht bei der Behandlung am Behandlungsobjekt anliegen soll,größer als die DK des Behandlungsobjekts und bei der Angrenzung der Zwischenschichtwährend der Behandlung an Luft größer als I sein muß. In the event that the DC of the object to be treated is significantly smalleris than the DK of the tap water, it is convenient to use the space between the twoFinal layers with an insulating material with a smaller DK than that of the waterto be filled out. If an insulating material is selected for filling, its DK between theof the water and that of the lead object lies, sois the reflectionthe radiation on the surface of the treatment object compared to the arrangement withoutIntermediate layer or with an intermediate layer with the DC of the water considerablydecreased. It goes without saying that the DK of the intermediate layer in the eventthat this intermediate layer should lie against the object to be treated during treatment,greater than the DC of the object to be treated and at the border of the intermediate layermust be greater than I during treatment in air.

Als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist (einefür die Übertragung einer elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge inLuft von 107 cm bemessene Reflektoranordnung in der Fig. I in einer Seitenansichtund in der Fig. 2 im Schnitt veranschaulicht. Zur Verkürzung des Dipols und zurVerkleinerung der Abmessungen des Reflektors ist dieser mit strömendem Leitungswassergefüllt. Die Wellenlänge der zu übertragenden Strahlung in Wasser beträgt 119 mm. As an embodiment of the subject matter of the invention is (afor the transmission of electromagnetic radiation with a wavelength inAir reflector arrangement measuring 107 cm in FIG. I in a side viewand illustrated in FIG. 2 in section. To shorten the dipole and toReduction of the dimensions of the reflector is that with flowing tap waterfilled. The wavelength of the radiation to be transmitted in water is 119 mm.

Der nahezu halbkugelige Metallreflektor I, in dessen Innern der auszwei Teilen bestehende 2 Dipol 2 angeordnet ist, ist mit dem Zuflußrohr 3 und demAbflußrohr 4 für das Leitungswasser ausgerüstet. Die Öffnung des Reflektors I hateinen Durchmesser von I95 mm, also von I,65 i. Der Dipol 2 ist in einem Einsatzstückaus keramischem Isolierstoff befestigt. Jede der Hälften des Dipols endet in jeeiner Steckbuchse 5, die in dem außerhalb des Reflektors angeordneten Isoliergehäuse6 angebracht sind. Der Reflektor I ist durch die dünne Isolierschicht8 abgeschlossen,die mit dem verstärkten Rand 7 des Reflektors verbunden ist. The almost hemispherical metal reflector I, inside of which thetwo parts consisting of 2 dipole 2 is arranged, is with the inflow pipe 3 and theDrain pipe 4 equipped for the tap water. The opening of the reflector I hasa diameter of 195 mm, i.e. 1.65 mm. The dipole 2 is in an insertmade of ceramic insulating material attached. Each of the halves of the dipole ends in eacha socket 5, which is arranged in the insulating housing arranged outside the reflector6 are attached. The reflector I is closed by the thin insulating layer8,which is connected to the reinforced edge 7 of the reflector.

Der Raum II des Reflektors wird von dem Leitungswasser durchströmt.Die Schicht 8 ist so dünn, daß sie keine Reflexion der vom Dipol 2 ausgehenden Strahlungbewirkt. In einem Abstand von 20 mm ist der Schicht 8 die Gummimembran I2 vorgelagert,die unter Zwischenschaltung der ringförmigen Distanzstücke I3 und 14 ebenfalls mitdem Rand 7 des Reflektors 1 verbunden ist. Im Raum 15 zwischen der Schicht 8 undder Gummimembran I2 ist nicht strömendes Wasser angeordnet, das mittels des VentilsI6 eingefüllt werden kann. Am Reflektor I ist das Ventil 9 angebracht, das den RaumII mit der Außenluft verbindet und der vor dem Füllen des Raumes II mit Wasser indiesem Raum vorhandenen Luft ein Entweichen während des Füllens gestattet. SämtlicheTeile des Reflektors sind an dem Handgriff IO befestigt, durch den auch die Zu-und Abflußleitung für das strömende Leitungswasser geführt ist. The tap water flows through space II of the reflector.The layer 8 is so thin that it does not reflect the radiation emanating from the dipole 2causes. The rubber membrane I2 is placed in front of layer 8 at a distance of 20 mm,with the interposition of the annular spacers I3 and 14 alsothe edge 7 of the reflector 1 is connected. In space 15 between layer 8 andthe rubber membrane I2 is arranged non-flowing water, which by means of the valveI6 can be filled. On the reflector I, the valve 9 is attached to the spaceII connects with the outside air and the before filling the room II with water inair present in this space is allowed to escape during filling. AllParts of the reflector are attached to the handle IO, through which the accessand drain line for the flowing tap water is guided.

Claims (3)

Translated fromGerman

PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zur Übertragung einer elektromagnetischenStrahlung von einer Frequenz zwischen IO8 und Io10 Hz auf im Nahfeld des Strahlersangeordnete Stoffe und biologische Gewebe zum Zwecke ihrer Behandlung, bei der derStrahler von einem mit einem Isolierstoff mit großer Dielektrizitätskonstante ausgefülltenReflektor umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor mit strömendemLeitungswasser gefüllt und seine Öffnung durch eine Schicht aus festem Isolierstoffablgeschlossen ist, die sehr dünn gegenüber der Wellenlänge der Strahlung in dieserSchicht, am besten höchstens 5 mm dick ist. PATENT CLAIMS: I. Device for transmitting an electromagneticRadiation from a frequency between IO8 and Io10 Hz in the near field of the radiatorarranged substances and biological tissues for the purpose of their treatment, in which theRadiator from one filled with an insulating material with a high dielectric constantThe reflector is surrounded, characterized in that the reflector with flowingTap water filled and its opening through a layer of solid insulating materialis completed, which is very thin compared to the wavelength of the radiation in thisLayer, preferably no more than 5 mm thick. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungzwischen dem Strahler und dem Scheitel des Gehäuses auf etwa 1/4 der Wellenlängeder Strahlung in Wasser oder einem ganzzahligen Vielfachen davon, vorzugsweise aufden 0,28-, 0,55-, o,8- oder 1, fachen Wert dieser Wellenlänge eingestellt oder einstellbarist. 2. Device according to claim I, characterized in that the distancebetween the radiator and the apex of the housing to about 1/4 of the wavelengththe radiation in water or an integral multiple thereof, preferably on0.28, 0.55, 0, 8 or 1 times the value of this wavelength set or adjustableis. 3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die Öffnung des Reflektors durch eine den Druck des strömenden Wassers aufnehmendedünne Schicht abgedeckt, dieser Schicht in einem Abstand eine weitere, vorzugsweiseschmiegsame und elastische dünne Schicht vorgelagert und der Raum zwischen den beidenSchichten mit nicht strömendem Wasser oder mit einem anderen, vorzugsweise flüssigenIsolierstoff mit der gleichen oder einer kleineren, aber über dem Wert I liegendenDielektrizitätskonstante ausgefüllt ist. 3. Device according to one of the preceding claims, characterized in thatthat the opening of the reflector through a receiving the pressure of the flowing waterthin layer covered, this layer at a distance another, preferablysupple and elastic thin layer in front and the space between the twoLayers with non-flowing water or with another, preferably liquid oneInsulating material with the same or a smaller one, but above the value I.Dielectric constant is filled.