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    公开号:WO1988004163A1
    申请号:PCT/HU1987/000042
    申请日:1987-10-01
    公开日:1988-06-16
    发明作者:József HOMOKAY；Tibor Kapronczay；Ferenc Nagy；Zoltán NAGY；László Szabó；Ferenc TÓTH；Iván URBÁN；Zoltán VARGA
    申请人:Medicor；
    IPC主号:A61F7-00
    专利说明:
    Verfahren und Vorrichtung insbesondere zur Erwärmung von Säuglingendurch ärmastrahlun Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erwärmung von Säuglingen und Neugeborenen durch Wärmestrahlung. Die Versorgung kranker Neugeborenen, Frühgeborenen, aber auch gesunder Neugeborenen unmittelbar nach der Geburt beansprucht eine Umgebung, die auch in ihren nackten Zustand die eine unmittelbare Lebensgefahr bedeutende Abkühlung verhindert. In der Mehrheit der Fälle kann eine geeignete Umgebung mit den Säuglingsinkubatoren gewährleistet werden. Inkubatoren aber sind unbrauchbar in Fällen, wo die sofortige und ungestörte Zugänglichkeit der Säuglinge erfordert wird, z.B. bei der Versorgung der Geburt folgend, Pflege nach einer Operation, Durchführung kleinerer Operationen, Wiederbe-lebung usw. Das Mittel der Versorgung in solchen Fällen ist der Säuglinge-Wärmer,dessen wichtigste Teileneinheit durch den zur Aufnahme des Säuglings dienenden Bedienungstisch und den Heizstrahler der über dem Tisch angeordnet ist und den durch Wärmeabstrahlung, lNärmeüber-gabe und Verdampfung entstandenen Wärmeverlust des Säuglings ersetzt, gebildet ist. Bei den bisher bekannten Lösungen wurde die Intensität der Strahlungswärme entweder durch manualle Steuerung empirisch eingestellt oder wurde zu diesem Zwecke ein Regelkreis verwendet, der das Signal des auf das Säugling gelegten Temperaturfühlers,als Regelsignal verarbeitet. So z.B. wird die Betriebsweise der manuellen Steuerung bei dem Typ PP 800 der Firma Oräger (BRD)verwendet, wogegen der Apparat Neonatal Intensive Care Center der Firma OHIO (USA) über beide Betriebsweisen verfügt. Prinzipiell wäre die Regelung von dem Säugling her die günstigste Lösung, da in diesem Fass auch der zu erwärmende Organismus einen Teil des Regelkreis bildet. Leider wurde diese Lösung infolge der zahlreichen Mangelhaftigkeiten nicht mit Beifall seitens der Verbraucher aufgenommen. Als Erfolg des an dem Säugling angeordneten Fühlers ging eben der grösste Vorteil, die leichte Zugänglichkeit verloren. Desweiteren, insbesondere bei einer länger dauernden Pflege konnte die einwandfreie Wärmekopplungzwischen dem Fühler und der Körperoberfläche nicht immer gewähr-leistet werden, so entsprach der gemessene Wert nicht immer der tatsächlichen Temperatur. Insbesondere, wenn Neugeborenen in einer Umgebung mit niedriger Luftfeuchte gepflegt werden, sind wir mit einem weiteren Problem konfrontiert, indem infolge der intensiven Verdämpfung die Körperoberfläche sich abkühlt, wodurch auch dann eine Oberwärmungauftritt, wenn die Temperatur im Körperinneren, die sogenannte Kerntemperatur ansonsten einen Normalwert aufweist. Eine Öberwärmungerfolgt auch bei sich im schockierten Zustand befindenden Säuglingen. In diesem Fall verringert das Abwehrsystem des Organismus die Blutversorgung eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber erwärmungauf. Die Einstellung der Intensität der Strahlungswärme durch manuelle Steuerung befriedigt die Forderungen überhaupt nicht, da diese Lösung entweder eine ständige Überwachung beansprucht, oder es besteht die Nötigkeit der Anwendung eines oder mehrerer akzessorischen Apparate für die kontinuierliche Überwachung des Zustands des Säuglings. Der Apparat Neonatal Intensive Care System der holländischen Firma Hoek Loos eliminiert teilweise die erwähnten Mangelhaftigkeiten. Die Lösung interveniert in den zur Stabilisierung der Wärmeausstrahlung dienenden Regelkreis mit dem Signal des in dem Gestell des Apparats angeordneten, d.h. im wesentlichen die Umgebungstemperatur messenden Fühlers so, indem er die Intensität der Strahlungswärme bei einer niedrigen Umgebungstemperatur erhöht und bei einer höheren herabsetzt, wodurch die sich auf der liegenden Fläche ausstaltende, im voraus gewählte Temperatur weniger von der Umgebungstemperatur abhängt. Der Nachteil dieser Lösung zeigt sich darin, dass sie lediglich die Wärme übergabe für die umgebende stationäre Luft berücksichtigt und den mit der Wärmeabstrahlung und Verdampfung verbundenen Wärmeverlust und die infolge einer eventuellen Luftströmung entstehende Überschuesmengeder Wärmeübergabe vernachlässigt, Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt ein Verfahren zu entwickeln, bzw. eine Anordnung auszustalten, die bei der Erwärmung der Säuglinge durch Strahlungswärme neben der Wärmeübergabein die stationäre Luft auch die sich aus dem Luftstrom sich ergebende Wärmeübergabe berücksichtigt, sowie den durch Wärmeabstrahlung zu den kälteren Flächen der Umgebung entstehenden Verlust an Wärmeenergie bzw. den von den Gegenständen der Umgebung auf das Säugling abgestrahlte Wärmeenergiegewinnin Betracht nimmt und mit den früher-en Lösungen verglichen, ohne die Realisierungskosten erhöhen zu müssen ein viel besseres Verfahren bzw, günstigere Anordnung ergibt. Das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die Vorrichtung beruhen auf der Erkenntnis, indem wenn in dem, unter gegebenen Umgebungbedingungen bestehenden Wärmeetrahlungeraumzwei, über bekannte Wärmeübergangszahl und bekannten Wärmeabeorptionskoeffizient verfü-gende Körper angeordnet werden, bei einer gegebenen geometrischen Anordnung zwischen den Temperaturen der Körper eine enge Beziehung vorhanden ist, d.h. dass durch die Messung der Temperatur des einen Körpers auf die Temperatur des anderen Körpers konkludiert werden kann. Das Wesentliche des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass das Signal, das für die Temperatur einer oder mehrerer, in dem Wärmestrahlunge-raum eines zur Erwärmung des Säuglinge dienenden Heiz körpers, oder in einem anderen Wärmestrahlungsraum eines anderen Heizstrahlers - der mit dem vorerwähnten in enger oder durch Messung oder Berechnung ermittelter Verbindung steht - angeordneten Messsonden, die zweckmässig als absolut schwarzer oder grauer Körper ausgestaltet ist, charakterisierend ist, als Kontrollsignal für die Regelung der Intensität der zur Erwärmung des Säuglings dienenden Heizstrahlers verwendet wird. Die Temperatur der Messsonde gestaltet sich nämlich in der Abhängigkeit der Wärmeenergie, die aus der Umgebung und dem Wärmestrahlungsraum des Heizstrahlers absorbiert und durch Wärmeabstrahlung und Wärmeübergabe in die stationäre oder strömende Luft abgegeben worden ist, und auf die gleiche Weise, wie die Temperatur des Säuglings, das sich unter denselben Umgebungsumständen befindet und in demselben Wärmeetrahlungeraumoder in einem anderen, mit dem die Messsonde aufnehmenden Wärmestrahlungsraum identischen oder damit in enger Verbindung stehenden Wärmestrahlungsraum liegt. Die Hautoberfläche des Säuglings benimmt sich nämlich in dem in Betracht kommenden Wellenlängenbereich 1,5 m/u,,,13 mpals ein absolut schwarzer Körper, d.h. dass bei einer gegebenen geometrischen Anordnung die Temperatur der MeXsondezur Regelung der Intensität des das Säugling wärmenden Heizstrahlers verwendet werden kann. Selbstverständlich kann das erfindungsge mässe Verfahren zur Erwärmung jedwelches, über bekannte thermische Charakteristiken verfügen den Le benswesensoder lebenslosen Gegenstands verwendet werden. Die auf dem erfindungsgemässen Verfahren beruhende Anordnung besteht aus dem zur Erwärmung des Säuglings dienenden, Wärmestrahlen im Bereich 1,5 m#u...l3 m/Uauslassenden, sich der Regeleinheit anschliessenden Heizstrahler, sowie aus der absolut schwarzen oder grauen, über bekannten Wärmestrahlunge-koeffizienten und Wärmeübergabe-, und Wärmeabsorptions-faktor verfügendenMesssonde, die die Kontrollsignale für die Regeleinheit zur Regelung der Intensität der auf die Fläche, worauf das Säugling liegt, entfallenden Wärmestrahlung liefert und eine oder meghrers Temperaturfühler enthält, wobei die Messsonden in dem Wärme strahlungsraumdes Heizstrahlers oder in einem, damit eng verbundenen und gleicherweise in dem Wärmestrahlungsraum des sich der Regeleinheit anschliessenden Hilfsheizstrahlers angeordnet sind. Die Wirkungsweise der erfindungegemässenAnordnung beruht auf der Erkenntnis, indem zwischen der Temperatur der Messsonde und der Temperatur der Hautoberfläche des sich in dem gegebenen Wellenlängebereich mit guter Annäherung als absolut schwarzer Körper benehmenden Säuglings unter einer gegebenen geometrischen Anordnung eine enge Bezeichung besteht, d.h. dass die Temperatur des Messsonde zur Regelung der Intensität der Wärmestrahlung verwendet werden kann. Abweichend von den früheren Lösungen berücksichtigt die erfindungsgemässe Anordnung den sich aus dem Luftstrom ergebenden überschussan 'När-meverlust, die durch Wärmestrahlung verlorengegangene oder durch Wärmeabstrahlung aus der Umgebung aufgenommene Wärmeenergie, da sowohl die Messsonde, als auch das Säugling in derselben Umgebung angeordnet sind, die Zugänglichkeit zum Säugling ist nicht beschränkt, eine wirtschaftlich realisierbare Lösung steht zur Verfügung. Figur 1 stellt die Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Anordnung dar. Der Apparatenrahmen 5 vereinigt den Heizstrahler 1, die das Säugling aufnehmende Liegefläche 2, die in dem Wärmestrahlungsraum angeordnete Messsonde 3 und die Regeleinheit 4 in eine Einheit. Das Stellorgan der Regeleinheit ist der Heizstrahler 1, das Kontrollsignal wird von der Messsonde 3 geliefert. Die konkrete Gestaltung der Regeleinheit wird hier nicht detailliert, sie bildet den Gegenstand der Erfindung nicht, die einzelnen Elemente und deren gegenseitiger Anschluss ist aus der technischen Literatur wohlbekannt. Figur 2 stellt die Seitenansicht einer weiteren möglichen Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung dar. Bei dieser Ausführung befinden sich der Heiz strahler 1, die Messsonde 3 und die Regeleinheit 4 auf einem Gestell 6, das über das das Säugling aufnehmende Bett 7 geschoben werden kann. Figur 3 stellt den Längsschnitt, Figur 4 den Querschnitt einer möglichen Ausführung der Me-sonde dar. Der in der mit teilweise oder im Ganzen mit mattem schwarzem Überzug versehenen Messsonde - wobei die Annäherung eines absolut schwarzen Körpers erzielt wird - angeordnete Temperaturfühler 8 misst die Temperatur der Messsonde, die sich als Erfolg der Einwirkungen der Umgebung susstaltet. Selbstverständlich kann die Messsonde 3 Temperaturfühler 8 in beliebiger Zahl enthalten. Das Mass wird durch die geometrische Anordnung bzw. die Grösse des zu erwärmenden Objekts bestimmt. Die dem Heizstrahler 1 zugewandte Fläche muss genügend gross sein um einen den ganzen Wärmestrahlungeraumcharakterisierenden Wert messen zu können, gleichzeitig aber, insbesondere, wenn die Messsondezwischen dem strahlenden Heizkörper 1 und dem zu erwärmenden Objekt angeordnet ist, desweiteren1 wenn die Wärmestrahlung parallel oder divergent ist, muss die Sonde genügend klein sein, um nur einen vernachlÅassigbarsn Teildes zu erwärmenden Objektiv zu decken. Die Gestaltung der Mesondebildet den Gegenstand der Erfindung nicht, die Ausführung nach den Figuren ist nur zwecks Veranschaulichung dargestellt, Figur 5 zeigt den Schnitt der traditionellen Ausführung eines Heizstrahlers 1. Die von den im Fokus zweier, zweckmässig als Parabelspiegel ausgestalteten Schirme 10 angeordneten Heizstäben 9 ausgehenden Wärmeetrahlewerden von den Schirmen 10 zu der Liegefläche 2 bzw. dem Bett 7 geleitet,Figur 6 stellt ein Ausführungsbeispiel nach Figur 1 dar, während Figur 7 eine vorteilhafte Version der Ausführung nach Figur 2 zeigt. Bei den Versionen nach Figur 6 und 7 ist die Messsonde 3 infolge der Grösse des Heizstrahlers 1, bzw. der relativen Anordnung des Heizstrahlers 1, der MeX-sonde 3, der Liegefläche 2 bzw. des Betts 7 demjenigen Teil des Heizstrahlers 1 gegenüberliegend angeordnet, von dem keine Wärme auf das Säugling ausgestrahlt wird, so bleibt der die Erwärmung des Säuglings ausführende Wärmestrahlungeraumungestört. Figur 8 zeigt eine dritte, Figur 9 eine vierte Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemässen Anordnung. Bei den Versionen nach Figur 8 und 9 ist auf der Rahmenkonstruktion 5 bzw. auf dem Gestell 6 ein weiterer Hilfsheizkörper ll angeordnet,der zweckdienlich ebenfalls mit der Regeleinheit 4 geregelt ist, d.h. damit in enger Verbindung steht und mitläuft, unter dem das Kontrollsignal der Regeleinheit 4 liefernde Mess sonde 3 zu finden ist,Die einzelnen Ausführungsbeispiels und deren Versionen stellen lediglich je eine mögliche Ausfuhrungsformen dar. Selbstverständlich gehören zu dem Kreise des Erfindungsgedankens auch diejenigen Lösungen, die z.B, zwecks Bestimmung des den inhomogenen Wärmestrahlungaraumedes Heizstrahlers 1 oder des Hilfs heizstrahlers11 charakterisierenden Durchschnittswerts, oder im Interesseeiner sicherereFunktion über mehrere ebenfalls der Regeleinheit 4 angeschlossene Messsonde 3 verfügen, oder die mehrere Heizstrahler 1, Messsonde 3, und Regeleinheiten 4 - deren Zahl höchstens mit der Zahl der Heizetrahler1 übereinstimmt - enthalten, und den Regeleinheiten 4 mindestens eine Messsonde 3 und ein Heizstrahler 1 angeschlossen sind: zu dem Erfindungsgedanken gehören auch diejenigen Lösungen, die mehrere Heizstrah ler1, Hilfsheizstrahler 11, Messsonden 3 und Regeleinhei#ten 4 - deren Zahl höchstens mit der Zahl der Hilfsheizstrahler 11 übereinstimmt - enthalten, und den #egelein-heiten 4 mindestens ein Heizstrahler l,Hilfsheizstrahler 11 und die Wärmestrahlung messende Messsonde 3 angeschlossen sind. Zu dem Kreis des Erfindungsgedankens gehören auch die Lösungen, bei denen die relative Anordnung der (der) Heizstrahlers(strahler) des (der) Hilfsheizstrahlers (strahler) 11 und der MeXsonde(n)3 die Erwärmung eines beliebigen Lebenswesensoder lebens losen Gegenstands er möglicht, desweiteren die Gestaltung der Messsonde 3 nicht einem absolut schwarzen Körper annähert, sondern im gegebenen Wellenlängenbereichals grauer Körper ausgestaltet ist.
    权利要求:
    ClaimsPATENTANSPRÜCHE
    1. Verfahren insbesondere zur Erwärmung von Säuglingen durch Wärmestrahlung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Kontrollsignal zur Regelung der Intensität der auf das Säugling gerichteten Wärmestrahlung das die Temperatur der als absolut schwarzer oder grauer Körper ausgestalteten Meßsonde charakterisierende Signal dient, wobei die Meßsonde in dem erwärmenden Wärmestrahlungsraum oder in einem damit in konstanter und enger Verbindung stehenden anderen Wärmestrahlungsraum angeordnet ist und die das Mass der für die Erwärmung angewendeten, von dem Säugling in die Umgebung abgestrahlten, aus der Umgebung durch Wärmestrahlung aufgenommenen, desweiteren durch Wärmeübergabe in die umgebende Luft verlorengegangenen Wärmeenergie misst.
    2. Anordnung zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen zur Erwärmung der Säuglinge dienenden Heizstrahler (1), die Intensität der Wärmestrahlung regelnde Regeleinheit (4) und einen diese in eine Einheit vereinigenden Apparatrahraen (5) oder ein
    Gestell (6) enthält, desweiteren eine, zur Aufnahme des Säuglings dienende, zum Apparat rahmen (5) befestigte Liegefläche (2) oder ein Bett (7) vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem Warmestrahlungsraum des zur Erwärmung des Säuglings dienenden, der Regeleinheit (4) angeschlossenen Heizstrahlars (1) wenigstens eine Meßsonde (3) angeordnet ist, die das Mass der für die Erwärmung aufgewendeten, von dem Säugling in die Umgebung abgestrahlten, aus der Umgebung durch Wärmestrahlung aufgenommenen, desweiteren in die umgebende Luft durch Wärmeübergabe verlorengegangenen Wärmeenergie bestimmt, und der Regeleinheit (4) angeschlossen ist. (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 5, 7).
    3. Anordnung insbesondere zur Erwärmung von Säuglingen, die einen Heizstrahler (1), eine die Intensität der Wärmestrahlung regelnde Regeleinheit (4), einen diese Einheiten in eine Einheit vereinigenden Apparatenrahmen (5) oder Gestell (6) aufweist, desweiteren eine das Säugling aufnehmende, dem Rahmen (5) befestigte Liegef lache (2) oder ein Bett (7) vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem Wärmestrahlungsraum des der Regeleinheit (4) angeschlossenen Hilfsheizstrahlers (11), der von dem das Säugling erwärmenden und der Regeleinheit (4) angeschlossenen Heizstrahler (1) abgesondert angeordnet ist, wenigstens eine, sich der Regeleinheit (4) anschlisssende Meßsonde (3) vorhanden ist, die das Mass der für die Erwärmung aufgewendeten, von dem Säugling in die Umgebung abgestrahlten und aus der Umgebung durch Wärmestrahlung aufgenommenen, durch Wärmeübergabe in die umgebende Luft verlorengegangenen Wärmeenergie bestimmt (Fig. 3, 4, 5, 8, 9).
    4. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Heizstrahler (1) und Regeleinheiten (4) - deren Zahl höchstens mit der Zahl der Heizstrahler (1) übereinstimmt - enthalten sind und zu den einzelnen Regeleinheiten (4) mindestens ein Heizstrahler (1) und eine Meßsonde (3) gehört.
    5. Anordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Heizstrahler (1) und mehrere Hilfsheizstrahler (11) enthalten ist, die Zahl der enthaltenen Regeleinheiten (4) höchstens der Zahl der Hilfsheizstrahler (11) entspricht und den einzelnen Regeleinheiten (4) wenigstens ein Heizstrahler (1), ein Hilfsheizstrahler (11) und eine Meßsonde (3) angeschlossen sind.
    6. Anordnung nach jedwelchem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Meßsonde (3) als ein absolut schwarzer oder grauer Körper ausgestaltet ist und mindestens einen Temperaturfühler (8) enthält.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    1988-07-14| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987906207 Country of ref document: EP |
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    1988-12-20| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1987906207 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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