TTF-Generator

Hier wird ein sehr einfacher Frequenzgenerator vorgestellt, der zwei 3-Volt Rechtecksignale von 50 bis 480 kHz mit entgegengesetzter Phase produziert. Beide Elektroden werden kapazitiv ausgekoppelt, um Gleichstromanteile zu vermeiden. Die Stromaufnahme beträgt bei 200 kHz etwa 1,4 mA. Mit vollen Alkaline AA-Batterien wird damit eine Laufzeit von etwa 1000 Stunden (42 Tage) erreicht.

Die Grundidee des TTF (Tumor Treating Fields - Tumorbehandlungsfelder) stammt von Kirson, siehe Anlage. Dabei werden zwei Elektroden im Abstand von 1,5 cm (Feldstärke 2 V/cm) auf der Haut befestigt, die dort einige Tage verweilen sollen. Das Gerät wurde noch nicht im Einsatz erprobt.

Die Motivation entsprang der Kritik an handelsüblichen Geräten, die in Kommentaren als zu schwer und zu unhandlich bezeichnet werden. Entsprechend wurde ein minimalistisches Design gewählt.

Anwendung

Verschieden hohe Frequenzen gestatten die Anregung verschieden großer Moleküle. Dipole sehr kleiner Moleküle (H₂O) können z.B. mit 2,4 GHz im Mikrowellenherd angeregt werden (Optimum bei 10 GHz). Große DNA-Proteine können im Bereich zwischen 80 und 300 kHz in Resonanz gebracht werden, und zwar so stark, daß bei Teilung der Zelltod eintritt. Kirson u.a. zeigten, daß bereits mit sehr schwachen, elektrischen Feldern von etwa 2 Volt/Zentimeter aggressive, d.h. schnell wachsende Hauttumore innerhalb von 96 Stunden bekämpft werden können. Diese zeichnen sich durch schnelle Zellteilung aus, Zellen teilen sich im Bereich von Stunden, normale Körperzellen besitzen hingegen Teilungsraten im Bereich von Jahren.

Referenzen siehe Anlage: Projektskizze zu einem induktiven Proteinresonator von 2011.

Hinweis: Es erfolgt keinerlei Gewähr für alle medizinischen Aspekte einer Tumorbehandlung. Die Links in der Anlage verdeutlichen den technischen Stand von 2011. Anwendung des Geräts auf eigene Gefahr!

Bild 1: Schaltung. Es fand ein 4-fach CMOS-NAND V4011 (~ HEF4011) Anwendung. Beide Ausgänge sind kapazitiv entkoppelt. Frequenz und Symmetrie konnen an zwei Potentiometern eingestellt werden. Die weiße LED D1 signalisiert den Batteriezustand.

Bild 2: Versuchsaufbau auf einem Steckbrett

Bild 3: Die Schaltung ist in einem modifizierten Batteriekasten auf einer Lochrasterplatte untergebracht, dafür wurde die dritte Batteriehalterung entfernt. Die Frequenz wird mit P1 (ganz links) eingestellt, die Symmetrie mit P2 (rechts daneben).

Bild 4: TTF-Generator. Die Elektroden stammen hier von einem EKG-Analysator (ECG von Sparkfun). Es empfiehlt sich aber ein Eigenbau abhängig von der Form des zu behandelnden Tumors.

Bild 5: Gesamtansicht von vorn und von hinten

Bild 6: Ausgabe unter kapazitiver Last der Elektroden bei 150 kHz

Bild 7: Signalformen an den Gattern bei 200 kHz