-
Therapeutische Bestrahlungslampe mit kurzwelliger Ultrarotstrahlung
In
der Wärmetherapie ist es oft erwünscht, tiefer unter der Hautoberfläche liegende
Gewebeteile, beispielsweise die Lederhaut oder das unter ihr gelegene Muskelgewebe,
stark zu erwärmen. Durch auf die Hautoberfläche aufgelegte heiße Körper kann diese
Wirkung nur bei gleichzeitig bedeutend höherer Erwärmung der Oberhaut, insbesondere
der Hornhaut, erreicht werden, da der Wärmeleitungswiderstand der außen über den
zu behandelnden Gewebeteilen liegenden Schicht überwunden werden muß.
-
Das Temperaturgefälle in dieser, den Wärmefluß behindernden Außenschicht
ist um so größer, je geringer ihr Wärmeleitvermögen ist und je größer das Wämeleitvermögen
der zu behandelnden Gewebeteile oder der Wärmetransport duch die Blutzirkulation
in diesen Teilen ist. Bei der Behandlung mittels Licht- und Wärmestrahlen ist es
jedoch unter günstigen Bedingungen möglich, tiefer gelegene Gewebeteile stärker
zu erwärmen als die Außenschicht oder bei gleicher Erwärmung der Außenschicht in
ihnen höhere Temperaturen zu erreichen. Bei dieser Behandlungsmethode hängt die
Erwärmung der Außenschicht nicht nur von ihrem Wärmeleitlrermögen, sondern vor allem
auch vom Absorptionskoeffizienten für die verwendete Strahlung al). Es ist deshalb
zweckmäßig, eine Strahlung solcher Wellenlänge zu verwenden, die in der Außenschicht
möglichst wenig absorbiert wird,
Die praktisch in Betracht kommenden
Strahlungsquellen, insbesondere die Glühlampen, senden jedoch überwiegend langwellige
Ultrarotstrahlung aus, die von der Außenschicht stark absorbiert wird. Es ist deshalb
vorgeschlagen worden, in den Strahlengang ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere ein
Wasserfilter, einzuschalten, durch das die Strahlung mit einer größeren Wellenlänge
als etwa 1,5 M möglichst weitgehend absorbiert wird. Gerade diese langwellige Ultrarotstrahlung
wird nämlich von der Außenschicht besonders stark absorbiert. Der Begrenzung der
verwendeten Strahlung nach kurzen Wellenlängen hin kommt bei Verwendung von Glühlampen
keine große Bedeutung zu, da diese Strahlenquellen selbst bei sehr hoher Glühdrakttemperatur
an Strahlung unterhalb von o,8't nur sehr arm sind. Es ist daher nur mit einer geringen
Erwärmung der Außenschicht durch den Gehalt der verwendeten Strahlung an Strahlen
kürzerer Ävellenlänge als o, 8 lt trotz ihrer starken Absorption in der Außenschicht
zu rechnen.
-
Von der Strahlung der Glühlampe wird selbst bei der höchsten, praktisch
in Frage kommenden Glühtemperatur des Wolframdrahtes etwa 84 0/o im Flüssigkeitsfilter
absorbiert, so daß beispielsweise eine Glühlampe von I000 Watt zugeführter Leistung,
von der etwa 80.0/o in Strahlen umgewandelt werden, 670 Watt im Flüssigkeitsfilter
absorbiert und nur 130 Watt ausgestrahlt werden würden. Dieses Beispiel zeigte,
daß eine beträchtliche Leistung dem Filter zugeführt wird, wenn man zur Erzielung
einer ausreichenden Bestrahlungsstärke Glühlampen großer Leistung verwendet. Zur
Erzielung der gleichen Strahlungsstärke wie bei ungefilterter Strahlung ist ein
etwa vierfacher Leistungsaufwand bei Verwendung eines Flüssigkeitsfilters erforderlich.
Man wird daher im allgemeinen damit rechnen müssen, daß der Leistungsverbrauch des
Strahlers I bis 4 kW, bei großen Bestrahlungslampen sogar ein Vielfaches davon beträgt
und daß von dieser großen Leistung etwa 84 0/o dem Flüssigkeitsfilter zugeführt
werden.
-
Es ist daher erforderlich, dem Flüssigkeitsfilter laufend frische
Kühlflüssigkeit zuzuführen, damit die Temperatur nicht in kurzer Zeit unzulässig
ansteigt. Entnimmt man das frische Kühlmittel einem Wasserleitungsnetz, so treten
im Flüssigkeitsfilter infolge des ungleichmäßigen Druckes im Wasserleitungsnetz
leicht Druckschwankungen auf, die zu einer Zerstörung der Filterscheiben führen.
Diese Gefahr wird bei der erfindungsgemäßen therapeutischen Bestrahlungslampe mit
einem Ultrarotstrahler, insbesondere einer Glühlampe mit einem die langwellige Ultrarotstrahlung
absorbierenden, die kurzwellige Ultrarotstrahlung hindurchlassenden Wasserfilter,
bei dem das Wasser im Betrieb laufend aus einem Wasserleitungsnetz ersetzt wird,
dadurch vermieden, daß zwischen den Anschlüssen der Bestrahlungslampe an das Wasserleitungsnetz
und dem Wasserfilter ein besonderes, die Druckschwankungen ausgleichendes Vorratsgefäß
an dem die Bestrahlungslampe tragenden Stativ vorgesehen ist. Ein besonderer Vorteil
der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß alle zum Betrieb der Bestrahlungslampe
erforderlichen Teile zu einer Einheit zusammengefaßt sind, so daß eine einfache
Handhabung gewährleistet ist.
-
Die Figuren zeigen in zum Teil schematischer Darstellung einige Ausführungsbeispiele
der therapeutischen Bestrahlungslampe mit Ultrarotstrahlenquelle gemäß der Erfindung.
-
Die Ultrarotstrahlenquelle, beispielsweise eine oder mehrere Glühlampen
I, ist in einem zylindrischparabolischen Reflektor 2 so angebracht, daß die Strahlung
zum überwiegenden Teil möglichst parallel austritt, nachdem sie durch das Flüssigkeitsfilter
3 von der unerwünschten langwelligen Ultrarotstrahlung befreit ist. Die Zufuhr von
Frischwasser erfolgt aus der Rohrleitung 4 über das Flüssigkeitsgelenk I3 und das
Rohr 15. Dabei ist die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß die Flüssigkeit das
Filter 3 nicht in der Längsrichtung, sondern in der Querrichtung durchläuft.
-
Die Zur und Ableitungsrohre I5, I6 werden zudem zweckmäßig so geführt,
daß bei allen Stellungen des Reflektors die Flüssigkeit stets an der am tiefsten
gelegenen Stelle in das Filter 3 eintritt und an der am höchsten gelegenen Stelle
austritt. Es ist deshalb zweckmäßig, beispielsweise durch an den Flüssigkeitsgelenken
I3, 14 vorgesehene Anschläge dafür Sorge zu tragen, daß die Drehung des Reflektors
auf einen I800, vorzugsweise sogar go0 nicht überschreitenden Winkel beschränkt
wird.
-
Die über das Rohr I6 abfließende Filterflüssigkeit wird über das Flüssigkeitsgelenk
14 dem Abflußrohr 5 zugeführt. Die kalte Filterflüssigkeit wird bei der dargestellten
Anordnung einem hochgestellten Vorratsbehälter 6 über die Rohrleitung 4 entnommen
und laufend über das Standrohr 7 ersetzt.
-
Zur Einstellung der Höhenlage dient das mit einer Feststellvorrichtung
9 versehene Traggerüst 8.
-
Im Hinblick auf das große Gewicht des mit einem Wasserfilter versehenen
Reflektors wird es im allgemeinen zweckmäßig sein, zum Tragen der Bestrahlungslampe
zwei parallele Rohre oder Stangen zu verwenden und den hochgestellten. Vorratsbehälter
auf. diesen beiden und einem oder zwei weiteren Rohren anzubringen.
-
Durch die vom Reflektor 2 absorbierte Wärmestrahlung sowie durch
die Erwärmung der im Reflektor enthaltenen Luft durch die Glaswandung der Glühlampe
1 steigt die Temperatur der Reflektorwandung verhältnismäßig rasch auf iiber I00°
C an. Es ist deshalb zweckmäßig, wie in Fig. I und 2 dargestellt, zur Kühlung des
Reflektors einen Ventilator 10 vorzusehen, der durch den Motor II angetrieben wird
und für fortwährenden Ersatz der erwärmten Luft sorgt. Der Luftstrom tritt zum Teil
durch die Öffnung 12 in der Seitenwand oder durch die Öffnungen 17 in den die Sockel
der Glühlampe 1 enthaltenden Kappen aus.
-
Selbst wenn man nämlich Vorkehrungen gegen eine Berührung der heißen
Reflektorwandung treffen würde, würde es sich störend bemerkbar machen, daß von
diesem Teil der Betrahlungs-
lampe eine wegen der niedrigen Temperatur
sehr langwellige Ultrarotstrahlung ausgeht, die beispielsweise das Bedienungspersonal
belästigt.
-
Falls zur Kiüilung gewöhnliches Wasser benutzt wird, ist es möglich,
die Kühlflüssigkeit unmittelbar dem Wasserleitungsnetz zu entnehmen. Wegen der verhältnismäßig
großen Druckschwankungen bietet es jedoch unter Umständen Vorteile, den in der Fig.
I dargestellten Behälter auch in diesem Fall beizubehalten und durch geeignete Maßnahmen
dafiir Sorge zu tragen, daß trotz dieser Schwankungen der Flüssigkeitsspiegel im
Vorratsgefäß sich nur unwesentlich ändert. Die Fig. 3 und 4 zeigen in zum Teil schematischer
Darstellung Ausführungsbeispiele für eine solche Regeleinrichtung. Das Frischwasser
wird dem Zuleitungsrohr 25 zum Filter 3 über ein Ventil zugeführt, das in Abhängigkeit
von der Höhe des Standes der Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter 6 die Verbindung
zur Zuleitung7 öffnet oder schließt.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 geschieht dies dadurch, daß
in dem hochgestellten Behälter 19 ein Schwimmer I8 vorgesehen ist, der das mit den
beiden Öffnungen 22 und 23 versehene Ventil um so höher hält, je höher der Flüssigkeitsspiegel
am Behälter 19 ist. In der höchsten Stellung ist der Durchgang durch den mittleren
Teil des Führungsstückes 2I vollkommen versperrt.
-
Unter Umständen ist es wünschenswert, das hochgestellte Vorratsgefäß
ganz zu vermeiden.
-
Auch in diesem Fall kann von der in Fig. 3 dargestellten Anordnung
mit Vorteil Gebrauch gemacht werden. Es ist lediglich erforderlich, die mit 27 bezeichnete
Öffnung luftdicht zu verschließen. Je höher die Flüssigkeit im Gefäß 19 steht, desto
höher ist der Druck in den Räumen 28 und 29. Durch entsprechende Wahl der größe
der beiden Räume und des Hubes des Ventils hat man also die Möglichkeit, das Ventil
so einzustellen, daß es beim Überschreiten eines vorgegebenen Druckes die Flüssigkeitszufuhr
vollkommen absperrt.
-
Verschließt man auch die mit 26 bezeichnete Offnung, so wird der
Druck im Raum 29 nicht beeinflußt. Eine Verschiebung des Schwimmers, die von der
Höhe des Flüssigkeitsstandes im Gefäß 19 abhängt, bewirkt daher in diesem Fall wegen
des kleineren Volumens eine stärkere Erhöhung des Druckes im Raum 28 und dann in
der Zuflußleitung 25.
-
Zur Regelung des Flüssigkeitsstandes in einem Hochbehälter 6 kann
auch die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung benutzt werden, bei der der Ventilkessel
24 über einen Hebel mit einem Schwimmer 25a verbunden ist, so daß das Ventil nur
bei niedrigem Flüssigkeitsstand geöffnet ist. Unter Umständen ist es zweckmäßig,
mittels einer Feder 26a, deren Vorspannung mit der Schraube 27a eingestellt werden
kann, die Schließbewegung zu unterstützen.
-
Die Fig. 5 und 6 zeigen als weiteres Ausführungsbeispiel eine Anordnung,
bei der der Vorratsbehälter als tiefstehender Windkessel ausgebildet ist. Die Frischwasserzuleitung
erfolgt durch das Rohr28a, in dem das von außen durch den Griff 2ga zu betätigende
Regulierventil eingebaut ist. Solange der Druck im Raum 34 des Windkessels einen
bestimmten Wert nicht überschreitet, ist das Ventil offen und läßt das Wasser austreten.
Durch das Rohr 30 strömt das Wasser zum nicht dargestellten Filter und von dort
über die Leitung 3iI zurück. Damit das im Windkessel vorrätige Wasser 33 durch das
zurückkommende überhitzte Wasser nicht unnötig erwärmt wird, empfiehlt es sich,
zum mindesten den eintauchenden Teil des Rohres 31 mit einem Wärmeschutzmantel zu
versehen oder das Rohr 31 konzentrisch derart durch ein den. Windkessel durchsetzendes
Rohr hindurchzuführen, da der Luftzwischenraum den Wärmeübergang erheblich behindert.
Die Rohre 3-0 und 3I können bei dieser Anordnung zum Tragen der Bestrahlungslampe
dienen. Der bei dem Ausführungsbeispiel mit Laufrädern versehene Windkessel verbürgt
durch seine tiefe Schwerpunktlage eine große Standfestigkeit der Anordnung.
-
Fig. 6 zeigt ein für den vorliegenden Zweck geeignetes Reduzierventil,
dessen Ventilkörper 35,39, 40 im Gehäuse 36 geführt wird. Die Verbindungen zwischen
der Frischwasserzuleitung und den Kanälen 37 und 38 werden um so mehr geschlossen,
je höher der Ventilkörper in seiner Führung steht.
-
Seine Lage ist bestimmt durch den auf die Membran 4I, mit der er starr
verbunden ist, ausgeübten Druck, der seinerseits gleich der Differenz des Druckes
im Windkessel 34 und im Außenraum ist.
-
Zur Einstellung des gewünschten Druckes mittels -des Handgriffes 29a
dient die Feder 43, die je nach der Stellung des Handgriffes wegen der veränderten
Lage des Stiftes 44 in der Rille 45 mehr oder weniger stark zusammengepreßt ist.
Zur Ab dichtung wird die Membran 41 mittels der Schraube 42 gegen eine elastische
Dichtung gepreßt.
-
Zur Verminderung des Geräusches ist es zweckmäßig, die aus dem Ventil
austretende Flüssigkeit nicht frei fallen zu lassen, sondern beispielsweise in einem
Ringspalt 46 bis zum Boden des Flüssigkeitsvorratsraumes 33 zu führen. Dies hat
auch noch den Vorteil, daß keine Luft aus dem Windkessel 34 mit : in das Rohr 30
gerissen werden kann.
-
Die Wirkung des Luftkissens 34, nämlich die Verminderung der in der
Zuleitung 28 möglicherweise vorhandenen Druckstöße, wird also bei dieser Anordnung
auch nach langer Betriebsdauer einwandfrei erreicht.