CH664892A5

CH664892A5 - Inkubator.

Info

Publication number: CH664892A5
Application number: CH2453/84A
Authority: CH
Inventors: Christian Beer; Robert Riedweg; Klaus Schlensog
Original assignee: Ameda Ag
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1988-04-15
Also published as: JPS6111046A; EP0162375A1; ATE32558T1; US4617912A; DE3561632D1; DE8514079U1; EP0162375B1

Description

BESCHREIBUNG In der Neonatologie werden Inkubatoren, d.h. Brutkästen, verwendet, um Frühgeborene oder kranke bzw. behandlungsbedürftige Neugeborene bzw. Kleinstkinder, im folgenden als Patienten bezeichnet, längere Zeit in einem keimarmen oder keimfreien, mit Frischluft bzw. sauerstoffangereicherter Luft entsprechender Luftfeuchtigkeit versorgten Kammerraum praktisch bei Körpertemperatur zu halten.

Während des Aufenthaltes der Patienten im Inkubator soll gleichzeitig eine gewünschte medizinische Behandlung, Untersuchung und Pflege des Patienten ohne Entnahme aus dem Inkubator möglich sein.

Ein für den klinischen Dauerbetrieb geeigneter Inkubator muss insbesondere folgende Anforderungen erfüllen:

— ausreichende Temperaturkonstanz von typisch

+ 0,5° C im Patientenraum bzw. auf der Patientenliegeflä-che;

— steuerbare Frischluftzufuhr, gegebenenfalls mit erhöhtem Sauerstoffpartialdruck und Anpassung der Luftfeuchtigkeit;

— zugfreie Luftumwälzung;

— geräusch- und vibrationsarmer Betrieb;

— einfache Wartung des Inkubators in hygienischer (Reinigung, Desinfektion) und betriebstechnischer Hinsicht (Funktionskontrolle, Reparatur);

— bequeme Zugänglichkeit des Patientenraumes sowie einfache Einführung bzw. Entnahme des Patienten; und

— Eignung des Inkubators zur Durchführung von Behandlungen und Untersuchungen des Patienten.

Ein bisher ungelöstes Problem bei Inkubatoren besteht darin, die Anforderungen einer zugfreien Luftumwälzung bei hoher Temperaturkonstanz mit denen der einfachen und sicheren Desinfektion der Inkubatorteile zu verbinden, ohne dass dadurch die Abmessungen des Inkubators übermässig gross und/oder besonders aufwendige Luftverteilungs- und umwälzeinrichtungen erforderlich werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Inkubator anzugeben, der eine optimierte zugfreie Luftumwälzung bei hoher Temperaturkonstanz im Patientenraum mit vergleichsweise einfachen Mitteln bei vergleichsweise kompaktem Aufbau zu erzielen gestattet und gleichzeitig eine einfache und sichere Desinfektion des Inkubators bzw. dessen Komponenten ermöglicht.

Erfindungsgemäss wurde gefunden, dass dieses Ziel in überraschend einfacher Weise mit einer aus zwei ineinander gesetzten Wannen bestehenden Konstruktion gelöst werden kann. Der erfindungsgemässe Inkubator hat die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale; bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Inkubators haben die in den abhängigen Ansprüchen genannten Merkmale.

Allgemein besitzt der erfindungsgemässe Inkubator einen Patientenraum, der in an sich üblicher Weise von einer transparenten Haube mit den üblichen Durchgriffsöffnungen und einer Bodenwanne umschlossen ist. Die Bodenwanne kann auf einer Tragkonstruktion ruhen, welche weitere Betriebsbzw. Steuerungselemente, z.B. zur Einstellung der gewünschten Feuchtigkeits- und Temperaturwerte, zur Lageveränderung des Patienten und dergleichen, enthält; ferner sind Einrichtungen vorgesehen, um den Patientenraum mit temperierter Frischluft der gewünschten Feuchtigkeit zu versorgen.

Erfindungsgemäss ist eine auf der Bodenwanne aufliegende, d.h. abnehmbare und annähernd rechteckige Leitwanne vorgesehen, deren Länge praktisch gleich der von der Haube überdeckten Länge der Bodenwanne ist, d.h. die allgemein etwa die gleiche Länge hat, wie der Innenraum der Haube, und deren untere Fläche bis auf eine annähernd mittige Durchbrechung geschlossen ist.

Die zweite Wanne der Einsatzkonstruktion des erfindungsgemässen Inkubators ist eine ebenfalls annähernd rechteckige, auf der Leitwanne verschiebbar angeordnete Liegewanne mit geschlossenem Boden; die Liegewanne kann ein Röntgenfach enthalten und umfasst einen Einsatz, z.B. aus Fasermasse, mit der Liegefläche für den Patienten; die Liegewanne ist kürzer aber breiter als die Leitwanne. Im Betriebszustand, d.h. mit geschlossener Haube, befindet sich die Liegewanne so über der Leitwanne, dass zwischen den Endflächen von Liegewanne und Leitwanne je ein Luftab-stromspalt gebildet wird und die gesamte Frischluftzuführung zwischen den Längsseitenwänden der Haube und den Seitenwänden der Liegewanne erfolgt. Ein Radialgebläse, das vorzugsweise von einem Elektromotor mit annähernd

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senkrecht stehender Achse angetrieben wird, ist im Mittelbereich der Bodenwanne angeordnet, und zwar so, dass der saugseitige Axialbereich des Gebläses unter der Durchbrechung in der Leitwanne liegt, während der blasseitige Aussen- bzw. Umfangsbereich des Gebläserotors mit einem Luftverteilungsraum zwischen der Bodenwanne und der Leitwanne in Verbindung steht; der Luftverteilungsraum ist mindestens bereichsweise breiter als die Leitwanne, um zwischen der Leitwanne und der Bodenwanne mindestens einen Zustromspalt und vorzugsweise zwei Zustromspalte für die Frischluftzufuhr zum Patientenraum zu bilden.

Auf diese Weise kann die Luftverteilung bei der Luftumwälzung in überraschend einfacher und wirkungsvoller Weise so gesteuert werden, dass paktisch die gesamte Abluft, soweit sie nicht an den normalen Undichtigkeiten, z.B. an der Verbindung der Haube mit der Bodenwanne oder/und an den Durchgriffsöffnungen nach aussen entweicht, durch die beiden Abstromspalte geführt wird, die von wannenförmi-gen grossflächigen und einfach zu desinfizierenden Struktureinheiten gebildet werden; der Frischluftzustrom wird vorzugsweise in Form von zwei flächigen Frischluftströmen gebildet, die als Luftvorhänge bezeichnet werden und im wesentlichen zwischen den Längsseitenflächen der Haube und den Seitenflächen der Liegewanne aufsteigen.

Der erfindungsgemässe Inkubator wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. la, lb, lc ld das Schema eines erfindungsgemässen Inkubators in seitlicher Ansicht, in Draufsicht, im Querschnitt und in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine perspektivische, schematisch vereinfachte Ansicht der Anordnung eines erfindungsgemässen Inkubators auf einer transportablen Tragkonstruktion.

Der in Fig. la in schematischer Seitenansicht dargestellte Inkubator 10 besitzt eine Haube 11 aus transparentem Kunststoff oder Glas an sich üblicher Konstruktion, d.h. mit (nicht dargestellten) Einrichtungen zum Abkippen der Haube 11 von der Bodenwanne 12 sowie zum Öffnen mindestens einer Längsseitenwand der Haube 11 (z.B. der Seitenwand 111 wie in Fig. lc in durchbrochener Linie dargestellt); der Drehpunkt der aufklappbaren Haubenwand kann wahlweise an der unteren oder oberen Längskante der Haube 11 liegen. Ferner besitzt die Haube 11 mehrere, z. B. insgesamt sechs, übliche Durchgriffsöffnungen, von denen in Fig. la lediglich zwei Öffnungen 112,113 angedeutet sind. Ferner können kleinere Öffnungen zur Einführung von Versor-gungs- oder Messleitungen in der Wand der Haube angeordnet sein. Die üblichen Dichtungsringe bzw. -einsätze sind hier nicht dargestellt.

Die Haube 11 liegt ohne besondere Dichtungen mit ihren Flächenkanten auf der Bodenwanne 12, die annähernd im Bereich ihrer Flächenmitte eine Kammer 125 besitzt oder einen Kammerteil bildet. In der Kammer 125 ist ein Radialgebläse 15 angeordnet, das von einem gedämpft aufgehängten Elektromotor 151 angetrieben wird. Das Radialgebläse 15 hat in an sich bekannter Weise einen hohlzylindrischen Rotor 150, der von einer Vielzahl von seitlichen schrägen Schaufelflächen gebildet wird, die an ihrem jeweils oberen und unteren Ende an einem Trägerring bzw. einer Trägerscheibe befestigt sind. Beim Umlaufen des Totors 150 wird die Luft im Mittelbereich des Rotors 150 angesaugt und durch die Schaufelflächen nach aussen gefördert. Die Trägerscheibe des Rotors 150 ist mit der Antriebsachse verbunden, während die offene Kreisfläche des Trägerringes die Ansaugöffnung des Rotors 150 definiert.

Zwischen dem Rotor 150 des Gebläses 15 und der Wand der Kammer 125 ist die Heizung 17, z.B. in Form von elektrischen Heizelementen, wie Panzerrohren oder dergleichen, angeordnet.

Auf der Bodenwanne 12 ist eine annähernd rechteckige Leitwanne 14 abnehmbar aufgesetzt, deren Endwände 141. 142 nahe an den Stirnwänden 165, 164 der Haube 11 liegen; die Leitwanne 14 ist mit anderen Worten etwa so lang, dass sie sich praktisch über die gesamte von der Haube 11 überdeckte Länge der Bodenwanne 12 erstreckt. Annähernd in der Flächenmitte des Bodens der Leitwanne 14 ist eine beispielsweise stutzenartig ausgebildete Öffnung 149 angeordnet, welche die einzige Durchbrechung im Boden der Leitwanne 14 bildet. Die Öffnung 149 liegt direkt über der Saugseite im Axialbereich des Rotors 150. Auf der Oberseite der Leitwanne 14 sind Verdunstungskörper 19 angebracht, die in nicht dargestellter Weise von aussen mit keimfreiem Wasser versorgt werden können.

Über der Leitwanne 14 ist die Liegewanne 16 angeordnet, die in schematisch angedeuteter Weise auf entsprechenden Gleitführungen 167,168 geführt ist und wie in Fig. lc durch den Doppelpfeil angedeutet bei geöffneter (durchbrochen gezeichnet) Seitenwand 117 der Haube 11 seitlich in horizontaler Richtung aus der Haube 11 herausgezogen werden kann, um den Patienten aus dem Inkubator herauszunehmen oder in den Inkubator hineinzulegen.

Die annähernd rechteckige Liegewanne 16 besitzt einen geschlossenen Boden 164, dessen kürzere Seiten in die Endfläche 161,162 und dessen längere Seiten in die Seitenflächen 165, 166 übergehen. Im unteren Teil der Liegewanne 16 ist ein Räntgenfach 169 angeordnet, das zur Aufnahme von Röntgenfilmmaterial dient und die Durchführung von Röntgenaufnahmen am Patienten bei geschlossener Haube 11 ermöglicht. Die eigentliche Liegefläche 160 wird von einer gegebenenfalls abgestützten Einlage 163, z.B. aus Fasermaterial, gebildet. Die zur Betätigung/Steuerung der Heizung 17 bzw. zur Betätigung/Steuerung des Gebläses und zur Befeuchtung erforderlichen Hilfseinrichtungen sind an sich bekannt und werden daher hier nicht weiter beschrieben.

Für den erfindungsgemässen Inkubator 10 ist wesentlich, dass die vom Gebläse 15 angesaugte verbrauchte Luft aus dem Patientenraum PR praktisch nur durch die beiden Abstromspalte AS1 und AS2 strömen kann, die zwischen den Endflächen 141,161 bzw. 142,162 von Leitwanne 14 und Liegewanne 16 gebildet werden.

Die beiden Abstromspalte AS1 und AS2 sind in der Draufsicht von Fig. lb in durchgezogenen Linien kreuzschraffiert. Die durch die beiden Abstromspalte AS1 und AS2 strömende Abluft gelangt in den Abluftraum AR, der zwischen dem Boden der Liegewanne 16 und der Oberseite des Bodens der Leitwanne 14 gebildet ist und lediglich über die Öffnung 149 mit dem Gebläse 15 in Verbindung steht.

Das Prinzip der Luftumwälzung beim Betrieb des erfindungsgemässen Inkubators 10 ist in der schematisierten perspektivischen Darstellung von Fig. ld verdeutlicht, in welcher nur der von der Haube 11 überdeckte Teil der Bodenwanne 12 gezeigt und der normale Inhalt der Liegewanne 16 sowie das Röntgenfach weggelassen sind. Fig. ld erläutert insbesondere die beiden flächigen Abluftströme, welche durch die Abstromspalte AS1, AS2 zwischen den Wannen-wändern 141,161; 142,162 abgezogen werden, und die beiden flächigen Frischluftströme, die als temperierte Zuluftvorhänge ZV1, ZV2 zwischen den Seitenflächen 165,166 und den benachbarten langen Haubenseitenwänden 117,118 nach oben strömen.

Wie besser in den Fig. la und lc zu erkennen, ist zwischen der Bodenwanne 12 und der Unterseite der Leitwanne 14 der Luftverteilungsraum LR gebildet, der über die in Fig. lb angedeuteten Zustromspalte ZS1, ZS2 mit dem Patientenraum PR in Verbindung steht. Auf diese Weise kann die Zuluftverteilung zwischen den Seitenwänden 117, 118 der Haube 11 und den Seitenflächen 165,166 der Liegewanne 16

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optimiert werden, d.h. es entstehen gleichmässige Frischluftvorhänge ZV1, ZV2, deren Strömungsquerschnitt in Fig. lb in durchbrochenen Linien kreuzschraffiert angedeutet ist. Im allgemeinen ist der gesamte Zuströmungsquerschnitt gleich gross wie oder grösser als der Abströmungsquerschnitt (ZV1 + ZV2 ^ AS1 + AS2).

Wie in den Fig. lb und lc eingezeichnet, ist die Kammer 125 der Bodenwanne 12 über eine Leitung 159 mit der Umgebungsatmosphäre verbunden; Umgebungsluft kann z. B durch einen Keimfilter 158 angesaugt werden und gegebenenfalls durch eine Zweigleitung 157 mit zusätzlichem Sauerstoff versorgt werden. Gegebenenfalls kann zur Regelung der Luftzustrommenge eine zusätzliche Drossel 156 verwendet werden. Allgemein ist ein Strömungs- und Betriebsgeräuschpegel von unter 50 Phon, vorzugsweise etwa 30 Phon, zweckmässig.

Fig. 2 zeigt in halbschematischer perspektivischer Darstellung die Anordnung eines erfindungsgemässen Inkubators 20 mit einer Haube 21 auf einem die Bodenwanne 221 als oberen Abschluss aufweisenden Mittelteil 22, welcher die Gesamtsteuerung 229 einschliesslich aller Mess-, Regel- und Antriebsteile, die Lufteintrittsöffnung 223, den Wasseran-schluss 226 sowie zwei Griffe 224, 225 besitzt, welch letztere in nicht dargestellter Weise zur gewichtskompensierten ruckfreien Verstellung der Höhe des Fuss- bzw. Kopfteils der Liegewanne 16 dienen.

Da bei der Pflege bzw. medizinischen Versorgung von Frühgeborenen bzw. Neugeborenen häufig relativ lang dauernde Eingriffe, wie Blutwäsche und dergleichen, erforderlich sind, kann die Höhe des den Inkubator 20 tragenden Mittelteils 22 mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Gasfeder über einen zentralen Stempel 231 in vertikaler Richtung verschoben und in die der Grösse des Arztes oder Pflegers optimal angepasste Arbeitshöhe gebracht werden.

Hierzu kann beispielsweise ein Fussschalter 232 vorgesehen sein, der ebenso wie die in üblicher Weise sperrbaren Rollen 234 am Boden des Unterteils 23 angeordnet ist. Zum Befestigen bzw. Anbringen von Hilfseinrichtungen ist am Unterteil 23 ein sogenannter «Christbaum» 25 befestigt und in dem Mittelteil 22 entsprechend geführt, um Hilfseinrichtungen, wie Infusionsbehälter, daran anzuhängen.

Praktische Versuche mit einem erfindungsgemässen Inkubator der hier beschriebenen Art haben ergeben, dass bei einer Frischluftzufuhr von etwa 25 Liter pro Minute auf der Liegefläche (5 Messpunkte) eine Maximale Temperaturabweichung von unter 0,5 CC bei Solltemperaturen von 35 bis 37 "C ohne weiteres erzielt werden konnten.

Die Wannen 14,16 werden aus Gründen einer möglichst glatten Strömung bei der Luftumwälzung allgemein mit abgerundeten Eckkanten ausgeführt und können aus üblichen Werkstoffen, z.B. thermoplastisch verformbaren Kunststoffmassen, durch Ziehverfahren und dergleichen hergestellt werden. Wichtig für die Wannen und alle anderen wiederverwendeten Teile des Inkubators ist eine ausreichende Beständigkeit gegen Desinfektionsbedingungen.

Aufgrund der obigen Beschreibung sind für den Fachmann zahlreiche Modifikationsmöglichkeiten ersichtlich. Beispielsweise kann die Bodenwanne 12 so ausgebildet sein, dass der in Fig. 2 dargestellte Steuerteil 229 zusammen mit dem Motor 151 und dem Gebläse 15 aus dem Mittelteil 22 herausgezogen werden kann, um Betriebsstörungen zu beheben bzw. Kontrollen zu erleichtern. Für die stets notwendige COi-Abführung sind im allgemeinen keine besonderen Massnahmen erforderlich, weil ein der Frischluftzuführung von typisch 10 bis 40 Liter pro Minute entsprechender Abluftstrom durch die verschiedenen und absichtlich nicht gasdicht verschlossenen Fugen, z.B. an den verschiedenen Durchgriffsöffnungen, zwischen der abklappbaren Wand der Haube und deren feststehenden Wänden, abströmt und dies bei typischen Innenvolumina von 100 bis 400 Liter einen ausreichenden CO^-Spüleffekt hat. Gewünschtenfalls können aber auch regelbare Abströmungsöffnungen vorgesehen werden. Die Regelung der Förderleistung des Gebläses 15 ist meist zur Erhaltung eines praktisch konstant bleibenden Überdruckes von typisch 5 bis 20 cm Wassersäule ausreichend, was wiederum einem konstanten ausströmenden Abluftstrom entspricht.

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3 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Inkubator zur Verwendung in der Neonatologie mit einem Patientenraum, der von einer transparenten Haube und einer Bodenwanne umschlossen ist, sowie Einrichtungen, um den Patientenraum mit Frischluft zu versorgen und auf einer praktisch konstanten Temperatur zu halten, gekennzeichnet durch

(a) eine auf der Bodenwanne (12) aufliegende, annähernd rechteckige Leitwanne (14), deren Länge praktisch gleich der von der Haube (11) überdeckten Länge der Bodenwanne (12) ist und deren untere Fläche bis auf eine annähernd mittige Durchbrechung (149) geschlossen ist,

(b) eine annähernd rechteckige, auf der Leitwanne (14) verschiebbare Liegewanne (16) mit geschlossenem Boden, deren Länge kleiner ist, als die der Leitwanne (14) und deren Breite grösser ist, als die der Leitwanne (14), wobei die Liegewanne (16) bei geschlossener Haube (11) so über der Leitwanne (14) liegt, dass zwischen den Endflächen (161,162) der Liegewanne (16) und den Endflächen (141,142) der Leitwanne (14) je ein Abstromspalt (AS1, AS2) gebildet wird,

und

(c) ein Radialgebläse (15), dessen saugseitiger Axialbereich unter der Durchbrechung (149) der Leitwanne (14)

liegt und dessen blasseitiger Aussenbereich mit einem Luftverteilungsraum (LR) in Verbindung steht, der zwischen der Bodenwanne (12) und der Leitwanne (14) gebildet ist und mindestens bereichsweise breiter ist, als die Leitwanne (14), um mindestens einen Zustromspalt (ZS1, ZS2) zwischen der Leitwanne (14) und der Bodenwanne (12) zu bilden.
2. Inkubator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Leitwanne (14) und der Bodenwanne (12) je ein Zustromspalt (ZS1, ZS2) hegt, um an jeder der beiden Längsseitenflächen (117,118) der Haube (11) einen aufsteigenden Frischluftvorhang (ZV1, ZV2) zu bilden.
3. Inkubator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Liegewanne (16) ein Röntgenfach (169) angeordnet ist.
4. Inkubator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Liegewanne (16) Gleitführungen (167, 168) zum horizontalen Verschieben der Liegewanne

(16) relativ zur Leitwanne (14) bei geöffneter Haube (11) besitzt.
5. Inkubator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bodenwanne (12) im Bereich des Luftverteilungsraumes (LR) Verdunsterflächen (121,122) angeordnet sind.
6. Inkubator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenwanne (12) eine Kammer (125) aufweist, in welcher das Gebläse (15) und die Heizung

(17) angeordnet sind.