DE4446346A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren von Volumenänderungen von Elektrolyten in lebenden Körperteilen und Anwendung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren von Volumenänderungen von Elektrolyten in lebenden Körperteilen und AnwendungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Detektieren von Volumenänderungen von Elektrolyten in lebenden
Körperteilen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung.
Es soll mit einfachen Maßnahmen die Volumenänderung von Elektro
lyten in lebenden, insbesondere menschlichen Körperteilen, wie Armen,
Beinen, Füßen und Händen detektiert werden, ohne daß Schädigungen
der betreffenden Körperteile stattfinden. Die Detektion der
Elektrolytvolumenänderung soll auch von Laien möglich sein.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 bezüglich des Verfahrens und
im Patentanspruch 3 bezüglich der Vorrichtung gekennzeichnet. In
Unteransprüchen sind bevorzugte Ausbildungen derselben sowie be
vorzugte Anwendungen beansprucht.
Gemäß der Erfindung dient die Meßsonde zur Erzeugung eines
elektrischen Wechselfeldes insbesondere im MHz-Gebiet zwischen 1 und 500
MHz, vor allem um etwa 10 MHz. Dabei ist die Meßsonde Teil eines
elektrischen Schwingkreises, der auf Resonanzfrequenz ab
gestimmt ist. Ändert sich das Elektrolytvolumen im Körperteil,
dann findet auf dielektrischem Wege eine Kapazitätsänderung der
Meßsonde statt, was eine Frequenzänderung der Resonanzfrequenz
des Schwingkreises zur Folge hat. Der zu untersuchende Körper
teil bildet praktisch eine verlustbehaftete Probe innerhalb des
Freiraumes zwischen den insbesondere als Kondensatorplatten ausgebildeten
Elektroden der Kondensator-Meßsonde. Die Resonanzfrequenz bzw. die
durch die Verstimmung bewirkte Resonanzfrequenzänderung wird als
Ausgangssignal verarbeitet, beispielsweise einem Frequenz-
Spannungs-Wandler zugeführt, so daß die Ausgangsspannung dieses
Wandlers einem Anzeige- oder anderem Auswertegerät zugeführt und
die Elektrolytvolumenänderung bzw. eine davon abgeleitete Größe
festgestellt werden kann.
Dem als Meßsonde dienenden Kondensator ist bevorzugt ein Wider
stand elektrisch parallelgeschaltet, so daß diese Parallel
schaltung einen Resonanzschwingkreis bildet, der bevorzugt als
Brückenzweig einer Wechselstrombrücke, insbesondere einer Wheatstone-
Brücke angewendet wird, um Resonanzfrequenzänderungen noch besser
feststellen, d. h. die Empfindlichkeit verbessern zu können. Die
Anwendung einer Wheatstone-Brücke ist vor allem dann empfehlens
wert, wenn wegen der Geometrie der Kondensatorplatten bzw. des
von diesem gebildeten Freiraum tiefe Resonanzfrequenzen im Bereich
um 1 MHz verwendet werden sollten.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch den von der Meß
sonde gebildeten Bereich;
Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild einer Ausbildung der Erfin
dung und
Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild einer bevorzugten Ausbildung
der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 ist ein Bein als Körperteil 1 in den freien Raum
zwischen den Kondensatorplatten 2a und 2b einer Meßsonde 2 ein
gelegt. Dabei stützt sich der Körperteil 1 auf der unteren
elektrisch leitfähigen Kondensatorplatte 2b sowie auf einer
Unterlage 8 auf, die nicht aus elektrisch leitfähigem Material
besteht. Zwischen den beiden Kondensatorplatten 2a und 2b wird
durch Anlegen einer elektrischen Wechselspannung ein elektri
sches Wechselfeld E ausgebildet. Der Unterschenkelbereich des
Beines wird hier daraufhin untersucht, welche Durchblutungs
änderungen stattfinden. Durch die Erhöhung der Blutzirkulation
vergrößert sich das Elektrolytvolumen innerhalb des Bereichs
des elektrischen Wechselfeldes E, was eine Verstimmung der
Resonanzfrequenz f₀ zur Folge hat.
Diese Resonanzfrequenz f₀ wird gemäß Fig. 2 in dem elektrischen
Schwingkreis 3 gebildet, der aus der Parallelschaltung des
Kondensators D, der als Meßsonde 2 dient, und eines mit R be
zeichneten elektrischen Widerstands 4 besteht. An diese Parallel
schaltung ist eine elektrische Wechselspannung U mit beispiels
weise 10 MHz angelegt. Die Resonanzfrequenz f₀ wird als Aus
gangssignal A dem Frequenz-Spannungs-Wandler 5 zugeführt und dort
in eine Spannung gewandelt; diese Größe kann dann in einem
Anzeigegerät 6 zur Anzeige oder anderweitig zur Auswertung
gebracht werden. Die Änderung der Ausgangsspannung des Frequenz-
Spannungs-Wandlers 5 ist dann ein Maß für die Änderung des
Elektrolytvolumens. Es versteht sich, daß hier Eichmaßnahmen
ergriffen werden können.
Gemäß Fig. 3 ist der aus dem Kondensator C bzw. der Meßsonde 2
und dem Widerstand 4 bzw. R gebildete Schwingkreis in einen Zweig
einer Wheatstone-Brücke angeordnet, deren anderen drei Zweige
aus den Widerständen R1, R2 und R3 bestehen. An einer "Diagonale"
der elektrischen Wechselstrombrücke 7 ist die hochfrequente
Wechselspannung U angelegt, während von der anderen "Diagonalen" 9
das Ausgangssignal A abgegriffen wird. Die Wechselstrombrücke
7 erlaubt es, für ein bestimmtes Elektrolytvolumen die Abstimmung
so durchzuführen, daß kein Ausgangssignal A auftritt. Erst bei
Änderung des Elektrolytvolumens, beispielsweise beim stärkeren
Durchbluten des Beines als Körperteil 1, findet eine Verstimmung
des Resonanzkreises statt, wodurch an der anderen "Diagonalen" 9
ein Ausgangssignal A auftritt.
Die Erfindung eignet sich auch gut zum Detektieren der sog.
"Elektrosensibilität" von lebenden Organismen, insbesondere von Menschen
und Tieren. Es wurde festgestellt, daß sich die Durchblutung von
Menschen in magnetischen Wechselfeldern insbesondere in den Extremitäten
ändert. Gesteuert wird diese vor allem vom Gehirn des Lebewesens,
das dem wechselnden Magnetfeld und/oder auch elektrischem Feld
ausgesetzt ist. Selbst geringe Feldstärken können bei speziellen
Frequenzen und Frequenzgemischen, die sich insbesondere in der Nähe von
Neuronen-Oszillationsfrequenzen befinden, zu erheblichen Durch
blutungsänderungen führen, was positive Effekte z. B. einer
Stimulierung des Wohlbefindens, aber auch negative Effekte z. B.
einer gewissen Gereiztheit auslösen kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch im "Feedback" mit einer
Art Rückkopplung betrieben werden.
Claims (9)
1. Verfahren zum Detektieren von Volumenänderungen von Elektro
lyten in lebenden Körperteilen, bei dem der betreffende Körper
teil in Nachbarschaft einer Meßsonde angeordnet und Ausgangs
signale der Meßsonde nach Signalverarbeitung zur Anzeige einer
das betreffende Elektrolytvolumen bzw. dessen Änderung reprä
sentierenden Größe gebracht werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Körperteil (1) einem elektrischen Wechselfeld (E) der
als Teil eines elektrischen Schwingkreises (3) ausgebildeten
Meßsonde (2) ausgesetzt,
daß der Schwingkreis (3) als Resonanzkreis betrieben und
daß die durch die Änderung des Elektrolytvolumens im Körperteil
(1) bewirkte Frequenzänderung der Resonanzfrequenz (f₀) des
Schwingkreises (3) als Ausgangssignal (A) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Resonanzfrequenz (f₀) zwischen 1 MHz und 500 MHz an
den Schwingkreis (3) angelegt und dieser auf den Bereich dieser
Resonanzfrequenz abgestimmt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1
oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßsonde (2) in Form mindestens zweier elektrisch leit
fähiger Kondensatorplatten (2a, 2b) ausgebildet ist, zwischen
denen sich ein Freiraum zur Anordnung des betreffenden Körper
teils (1) befindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Kondensatorplatte (2a, 2b) mindestens teil
weise an die Form desjenigen Körperteils (1) angepaßt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßsonde (2) ein elektrischer Widerstand (4) parallel
geschaltet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßsonde (2) in einen Zweig einer elektrischen Wechsel
strombrücke (7), insbesondere einer Wheatstone-Brücke, eingeschaltet
ist.
7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 bzw. der Vor
richtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 zum Detektieren von
Durchblutungsänderungen in Adern und/oder Venen.
8. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 bzw.
der Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 3 bis 6 zum
Detektieren von Lymphflußänderungen in Lymphbahnen.
9. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 bzw. der
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 zum Detektieren
der Sensibilität lebender Organismen, insbesondere von Menschen und
Tieren, gegenüber elektrischen, magnetischen und/oder
elektromagnetischen Wechselfeldern.
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1994
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