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Bestrahlungslampe
Bestrahlungsqullen für Wärmetherapie enthalten einen
auf eine hohe Temperatur erhitzten Körper.
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Da der menschliche Körper für die Strahlung aus dem Wellengebiet von
o, 6 bis 1) µ die Größte Eindringungstifele bestizt, geht d-as Bestreben dahin,
einen möglichst großen Anteil an Strahlen gerade dieses Wellenlängengebietes zu
erhalten.
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Es ilst bei Glühlampen bekannt, hochbelastete Glühdrähte in einem
kleinen Quarzkolben einzubauen und in einer Atmosphäre eines indifferenten Gases
unter hohem Innendruck : zu betreiben. Diese MaBnahme war jedoch nur deswegen vorgeschlagen,
um einen besonders großen Anteil an sich, tbarer Strahlung zu erbalten. Man hatte
weiterhin vorgeschlagen, bei therapeutischen Bestrahllungslampen als Strahlenquelle
einenm auf 27 27° C erhizten Wolframdraht zu verwenden, der in einem strahlendurchlässigen
Kolben eingebaut ist. Kierbei sollte der Glühkolben mit einer niedrigen Spannung
betrieben werddn, und andererseits ein Wassermter im Strahlengang angebracht sein,
das den langwelligen Anteil der Infrarotstrahlung zurückhält. Diese Lampe erreichte
jedoch bei weitem nicht das Optimuma-nStra;Mungi.ndemhiermFragekommenden Gebiet
von o, 6 bis s 1 µ.
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Die Erfindung beseitigt den bekannten, Strahlungstampen anhaftenden
Nachteil, indem s'ie von den beiden obengenannten Strahlern ausgeht und eine neue
BGestrahlungslampe schafft. Diese ist dadurchgekennzeichnet,daßeinelektrischgebeizter
Gluhkörper mit einer Arbeitstempepatur von mehr als 2'ooo° C in einem sus Quarzlgas
oder einem anderen für die auszunutzende Strahlung durchlässigen Werkstoff ähnlicher
Temperaturfestigkeit bestebenden Gefäß, in dem ein Betriebsdruck von mindestens
etwa 20 bis 3o Atm. herrscht, a. ngeord-
net ist, daß die Strahlung
durch einen Reflektor zusammengefaßt und durch ein dieReflektoröffnung vorzugsweise
abschließendes Wasserfilter von ihrem üiber 1, 3, a liegenden Anteil der Strahlung
befreit wird und daß der Glühkörper mit einer Spannung unterhalb von 40 Volt betrieben
wird. Durch die Vereinigung der sämtlichen Merkmale wird die ideale Bestrahlungshampe
für die Wärmetherapie geschaffen, die die bekannten Lampen weit übertrifft.
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Wegen der hohen Betriebstemperatur wird zunächst cinmal ein genügend
grover Anteil an dem erwünschten Spektralbereich in bezug auf die überhaupt abgegebene
Strahlung erzeugt. Durch den Betrieb des Glühkorpers in einem Gefäß mit einem hoben
Überdruck von 20 bi's 30 Atm. wird die in der Zeiteinheit von der Oberfläche des
Glühkorpers verdampfende Metallmenge so gering gehlaten, daß m'an trotz der hohen
Betriebstemperatur von 2900° C eine mehrere hundert Stunden betragenidle Lebensdauer
erhält. Durch die gleiche Maßnahme wird außer der Abtragung des. Glühkörpers gleichzeitig
der Beschlag auf der Gefäßwandung verringett, der zu einem Verlu. st an Strahflung
führt. Der hohe Innendruck kann aber andererseits nur bei kleinen Abmessungen des
Entladungsgefäßes beherrscht werden. Um die dann dort auftretende hohe Temperatur
zu bewältigen, erweist sich ein Gafäß aus Quarzglas oder einem anderen Werkstoff
ähnlicher Temperaturfestigkeit als zweckmäßig, wobei dieser Werkstoff aber für die
auszunutzende Strahlung durchlässig sein muß.
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Die geforderte hohe Betriegstemperatur für den Glühkörper wird nun
bei niedrigerer Betriebsspannung von weniger als 40 Volt für den Glühkörper leichter
erreicht als'beiunfmittelbaremAnschlußan Netzspannung von 22.'o Volt, da der Glühkörper
in diesem Fal aus einem dickeren Wolframdraht bestehen kann, der robuster ist, und
bei dem die Rekristallisation des Wolframssowiedessen Verdampfung sich weniger schäldlich
auswirken. Andererseits führt der Niedervotbetrieb wegen der gerin. geren Länge
des den Glühkörper bildenden Wolframdrahtes zu kleinen Abmessungen, was für die
Unterbringung in einem kleinen Kolben aus einem hochwertigen Werkstoff wichtig ist.
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Das die Reflektoröffnung abschließende Wasserfilter bewirkt, daß
aus der Strahlun des Glühkörpers der über I, 3 u liegende Anteil herausgefiltert
wird. Tro. tz der hohen Betriebstemperatur liegt nämlich ein erheblicherTeilderauEgesandten
StrahlungbeigrößererWellenla-age,'alsfür die therapeutische Behandlung erwünscht
ist. Diese langwellige Ultrarotstrahlung wird nun bereits in n den obersten Hautschichten
absorbiert. Da indessen gerade dort die für die Wärmeempfindung maßgeblichen Nervenenden
sitzen, ist die Bfatastbarkeit der menschlichen Haut für die Wellenlänge oberhalb
von 1, 3 wesentlich geringer als für kürzerwellige Strahlung. Durch ein Wasserfilter
wird nun. der unerwünschte langwellige Tei. l der Strahlung absorbiert und von der
Haut ferngehialten. Bei einer Bestrahlungslampe mit den erfindungsgemäßen Merkmalen
erhält man also ein Wellenlängengemisch, das eine sehr große Eindringungstiefe besitzt
und für das die Belastbarkeit der Haut recht groß ist.
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Infolge des Anteils der Strahlung, die in dem Wasserfilter absorbiert
wird, ist mit einer erheblichen Temperatursteigerung in dem Wasser des Filtertroges
zu rechnen. Es. ist bekannt, die Wassertemperatur dadurch niedrig zu halten, daß
man entweder frisches Wasser zutaufen läßt oder das Wasser im Kreislauf durch eine
Kühlvorrichtung küihlt. Beide Maßnahmen bedingten einen nicht unerhebliceh apparativen
Aufwand, der für viele medizinische Anwendungen unerwünscht ist. Da indessen in.
diesen Fällen zwischen den einzelnen Bestrahlungen meist längere Ruhezeiten, liegen,
kann man azurs eine besondere Kühlung des Wassers im Wasserfilter verzichten, wenn
man gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung das Wasserfilter so groß bemißt,
daß es sich für die Dauer einer therapeutischen Bestrahlung von etwa 3'0 ! Minuten
nicht über 80° C erwärmt. Diese Bedingung kann einerseits durch die in dem Wasserfilter
vorhandene Wassermenge, andererseits durch Maßnahmen, die die Wärmeabgabe von dem
Wasserfilter begünstigen, innegehalten werden.
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In der Abbildung. ist eine ernnduingsgemäße Lampe schematisch dargestellt.
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Die Glühlamper 1 besitzt einem Glühkörper 2, der z. B. aus einer
Wendel aus Wolframdraht besteht.
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Der Glühidnaht ist so bemessen, daß er bei einer Leistungsaufnahme
von etwa 300 bi s 500 Watt eine Betriebstemperatur von oberhalb 2900°C, z. B.
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3000°C aufweist. Die Glühlampe 1 ist aus Quarzglas henges'telltund
ist entweder mit Edelgas oder mit Quecksilberdmapf von 20 bis 30 Atm. gefüllt.
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Mit Rücksicht auf den hohen Innendruck bat der Glühlampenkolben einem
äußeren Durchmesser von 2, 5 bis 3., 5 cm fbei einer Wandstärke von 3 mm.
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Diese kleinen Abmessungen sind deswegen technisch möglich, weil infolge
des hohen Innendruckes die VerdampifungdesGifühkorperstrotzseiner wesentlich uber
dem Normale. n liegenden Glühtemperatur niedrig gehalten wirid unfd inffolgedessen
der Beschlag au. f der Gefäßandung sehr schwach bleibt.
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Trotz der beim hohen Betriebsdruck geringen Verdampfung ist es günstig,
die Lampe mit einer gerinigenSpannungvonetwa20Volt,da-fürmiteiner hohen Stromstärke
von 145 bis 25 Amp. zu betreiben, weil man diane Glühkörper mit verhäLtnismäßig
dicken Wolframdrähten verwenden kann, die eine hohe Betriebstemperatur zulassen
und auch mechanisdh sehr widerstandsfähig sind. Die. kleinen Abmessungen des Glühlampenkolbens
wirken sich günstig aus, wenn der Kolben aus Quarzglas hergestellt wird,, bei dem
ja Abmessungen, wie sie normal 300- bis 500-Watt-Lampen, haben, nur mit einem praktisch
nicht gerechtfertigten Aufwand hergestellt werden könnten. Wenn man den hohen BetriebsdruckdurchVerdampften
von Quecksiliber erzeugt, müssen außendem hohe Temperaturen an der GefaiBwandung
herrschen, wenn man diesen Dampfdruck aufrechterhalten wil'l.
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Wegen der kleinen Abmessung des Kolbens, damit auch des Glühdrahtes,
kann man die ausgesandte Strahlung sehr gut durch einen Reflektor 3 bündeln, so,
daß z. B. der größte Teil der Strahlung aus der Renektorö&mngaustritt. Diese
ist ihrerseits durch ein Wasserfilter 4 abgeschlossen, das die Aufgabe hat, die
unerwünschte langwellige Strahlung zou absorbieren. Das Wasserfilter wind zweckmäßig
so bemessen, daß es einerseits die Renektoröfrnung ganz abschließt und daß andererseits
die in ihm absorbierte Wärmemenge bei einem halbstündigen Betrieb zu keinen höheren
Temperaturen als 80° C führt. Die Wärmeabgabe kann durch Kühlrippen oder andere
Maßnahmen, verbessert werden. Der Reflektor 3 ist über einen Tragarm 5 mit Gelenk
6 mit der Grundplatte 7 verbunden.