DE102012102101A1

DE102012102101A1 - Säuglingswärmegerät und Verfahren

Info

Publication number: DE102012102101A1
Application number: DE102012102101A
Authority: DE
Inventors: Sreedhar Vyassarao; Naresh Rajabhau Mungilwar; Robin Matthew Issac
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-03-21
Also published as: CN102784438A; US20120239119A1

Abstract

Ein Säuglingswärmegerät enthält einen LED-Treiber und ein LED-Element, das funktionell mit dem LED-Treiber verbunden ist. Das LED-Element hat einen charakteristischen spektralen Strahlungswellenlängenbereich, der für die Optimierung der Absorption durch Wassermoleküle in einem Säugling ausgewählt ist, um dadurch die Körpertemperatur des Säuglings anzuheben.

Description

Hintergrund der Erfindung
Der hier beschriebene Gegenstand der Erfindung betrifft ein Säuglingswärmegerät und ein zugeordnetes Verfahren. Genauer gesagt betrifft der Gegenstand der Erfindung ein Säuglingswärmegerät auf der Basis Infrarotlicht emittierender Dioden (LED).
Wärmegeräte können zum Wärmen eines Säuglings und Zuführen der notwendigen Wärme implementiert sein, um den Säugling innerhalb einer vorbestimmten Temperatur zu halten. Säuglingswärmegeräte haben üblicherweise einen oberhalb angeordneten Strahlungsheizer, der sich über dem Säugling befindet, und welcher somit Energie in dem infraroten Spektrum zum Bestrahlen des Säuglings ausstrahlt, um die vorbestimmte Temperatur aufrechtzuerhalten.
Ein Problem bei herkömmlichen Säuglingswärmegeräten besteht darin, dass sie einen erheblichen Energiebedarf haben.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die vorstehend erwähnten Unzulänglichkeiten, Nachteile und Probleme werden hierin behandelt, wie sich durch das Lesen und Verstehen der nachstehenden Patentschrift erkannt wird.
In einer Ausführungsform enthält das Säuglingswärmegerät einen LED-Treiber und ein LED-Element, das funktionell mit dem LED-Treiber verbunden ist. Das LED-Element hat einen charakteristischen spektralen Strahlungswellenlängenbereich, der für die Optimierung der Absorption durch Wassermoleküle in einem Säugling ausgewählt ist, um dadurch die Körpertemperatur des Säuglings anzuheben.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das Säuglingswärmegerät einen LED-Treiber, der dafür angepasst ist, einen im Wesentlichen konstanten Strom zu liefern, und eine Steuerung, die funktionell mit dem LED-Treiber verbunden ist. Die Steuerung ist dafür ausgelegt, den Betrieb des LED-Treibers zu kontrollieren. Das Säuglingswärmegerät enthält auch mehrere LED-Elemente, die jeweils mit dem LED-Treiber verbunden und dafür angepasst sind, den im Wesentlichen konstanten Strom aufzunehmen. Die LED-Elemente haben eine charakteristische Spektralstrahlungswellenlänge in dem Bereich von 1400 bis 1500 nm, um die Absorption durch Wassermoleküle in einem Säugling zu optimieren.
In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Wärmen eines Säuglings die Bereitstellung einer IR-LED mit einer charakteristischen spektralen Strahlungslänge in dem Bereich von angenähert 1400 bis 1500 nm und die Implementation der IR-LED zur Emission von elektromagnetischer Strahlung, die für die Absorption durch Wassermoleküle in einem Säugling optimiert ist. Das Verfahren zum Wärmen eines Säuglings beinhaltet auch die Ausrichtung der elektromagnetischen Strahlung auf einen Säugling dergestalt, dass die elektromagnetische Strahlung durch die Wassermoleküle in dem Säugling absorbiert und der Säugling dadurch gewärmt wird.
Verschiedene weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann aus den beigefügten Zeichnungen und ihrer detaillierten Beschreibung ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine isometrische Ansicht eines Säuglingswärmegerätes gemäß einer Ausführungsform; und
2 ist eine detaillierte schematische Ansicht von mehreren lichtemittierenden Dioden gemäß einer Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In der nachstehenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden, und in welchen im Gestell einer Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen dargestellt werden, die praktisch umgesetzt werden können. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, um dem Fachmann zu ermöglichen, die Ausführungsformen in die Praxis umzusetzen, und es dürfte sich verstehen, dass weitere Ausführungsformen verwendet werden können und dass logische, mechanische, elektrische und weitere Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Ausführungsformen abzuweichen. Die nachstehende detaillierte Beschreibung ist daher nicht als den Schutzumfang der Erfindung einschränkend zu betrachten.
In 1 stellt eine isometrische Darstellung ein Säuglingswärmegerät 10 gemäß einer Ausführungsform dar. Das Säuglingswärmegerät 10 kann eine Basis 12, ein Gestell 14, ein Bett 16 und eine Heizanordnung 18 enthalten. Es dürfte erkennbar sein, dass das Säuglingswärmegerät 10 gemäß einer Ausführungsform beschrieben wird, und dass weitere Ausgestaltungen vorstellbar sind.
Die Basis 12 kann mehrere Räder 22 enthalten, welche dafür angepasst sind, eine Verschiebung des Säuglingswärmegerätes 10 zu ermöglichen. Das Gestell 14 ist an der Basis 12 befestigt und erstreckt sich davon in einer vertikalen Richtung. Das Gestell 14 kann optional eine Steuerung 29 aufweisen. Die Steuerung 29 kann von einem Benutzer bedient werden, um den Betrieb des Säuglingswärmegerätes 10 zu kontrollieren.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist das Bett 16 an dem Gestell 14 befestigt. Das Bett 16 enthält eine im Wesentlichen rechteckige Säuglingsauflage 30, die unter einem Säugling 31 liegt und diesen unterstützt. Die Säuglingsauflage 30 kann eine gepolsterte Matratze zur bequemen Lagerung des Säuglings 31 aufweisen. Der Säugling 31 weist eine Vielzahl von Wassermolekülen 33 auf. Das Bett 6 kann optional mehrere (nicht dargestellte) Wände enthalten, die auf allen vier Seiten der Säuglingsauflage 30 angeordnet sind. Die optionalen Wände können dafür vorgesehen sein, den Säugling 31 sicher in dem Infrarotwärmegerät 10 zu halten.
Die Heizanordnung 18 kann, wie dargestellt, direkt an dem Gestell 14 befestigt sein. Die Heizanordnung 18 enthält ein Gehäuse 50, einen Treiber 52 für lichtemittierende Dioden (LED), der in dem Gehäuse 50 angeordnet ist, und ein oder mehrere LED-Elemente 54, die ebenfalls in dem Gehäuse 50 angeordnet sind. Der LED-Treiber 52 ist bevorzugt mit der Steuerung 29 so verbunden, dass ein Benutzer die Steuerung 29 zum Kontrollieren des Betriebs des LED-Treibers 52 implementieren kann. Der LED-Treiber 52 kann dafür eingerichtet sein, eine Konstantstromquelle zum Versorgen der LED-Elemente 54 bereitzustellen. Die LED-Elemente 54 sind jeweils so ausgelegt, dass sie Strom aus dem LED-Treiber 52 aufnehmen und elektromagnetische Strahlung bei einer vorbestimmten spektralen Wellenlänge emittieren. Die LED-Elemente 54 sind zu dem Bett 16 so ausgerichtet, dass die emittierte elektromagnetische Strahlung auf den Säugling 31 gerichtet ist.
In 2 sind der LED-Treiber 52 und das eine oder die mehreren LED-Elemente gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Die LED-Elemente 54 sind jeweils mit dem LED-Treiber 52 verbunden und werden von diesem angesteuert. Die LED-Elemente 54 können auch gleichmäßig auf mehrere Reihen und Spalten aufgeteilt sein, um sicherzustellen, dass die davon emittierte elektromagnetische Strahlung gleichmäßig über dem Zielsäugling 31 verteilt wird. Beispielsweise können die LED-Elemente 54 vier Reihen von zehn Infrarot-(IR)-LEDs aufweisen. Diese geometrische Anordnung von LED-Elementen hat sich als die emittierte elektromagnetische Strahlung gleichmäßig über der Oberfläche der Auflage 30 verteilend dergestalt erwiesen, dass der Säugling 31 unabhängig von der relativen Position in dem Bett 16 gleichmäßig bestrahlt wird.
Die LED-Elemente 54 sind bevorzugt IR-LED-Elemente, die eine spektrale Strahlungslänge in dem Bereich von 1400 bis 1500 nm und am meisten bevorzugt von ca. 1450 nm. Der bevorzugte spektrale Strahlungswellenlängenbereich von 1400 bis 1500 nm ist der IR-B-Bereich des vollen IR-Spektrums.
Wenn die von den LED-Elementen 54 durch ein Wasser enthaltendes Medium übertragen wird, absorbieren die Wassermoleküle Teile des elektromagnetischen Spektrums. Diese Absorption des Wassers erfolgt insbesondere bei Wellenlängen in dem Bereich von 1400 bis 1500 nm. Demzufolge wurde der spektrale Strahlungswellenlängenbereich der LED-Elemente 54 speziell zur Optimierung der elektromagnetischen Absorption durch Wassermoleküle 33 in dem Säugling 31 ausgewählt. Die elektromagnetische Absorption durch Wassermoleküle 33 in dem Säugling 31 hat die Auswirkung der Erhöhung der Säuglingskörpertemperatur. Es dürfte daher erkennbar sein, dass die Heizanordnung 18 und die LED-Elemente 54 besonders für die Wärmung des Säuglings 31 geeignet sind.
Vorteilhafterweise benötigt das Säuglingswärmegerät 10 mit LED-Elementen 54 angenähert 1/20-stel der Energie zum Betrieb im Vergleich zu Säuglingswärmegeräten mit herkömmlichen Heizelementen. Dieser verringerte Leistungsverbrauch ist insbesondere in Entwicklungsländern von Bedeutung, in welchen herkömmliche Energiequellen weniger zuverlässig sein können.
Gemäß einer Ausführungsform kann jedes von den LED-Elementen 54 2 mW an der Quelle erzeugen. Durch Implementieren von 40 derartigen identischen LEDs gemäß Darstellung in der Ausführungsform von 2 wird eine Gesamtbestrahlung von 80 mW an der Quelle erzeugt. Die 40 LED-Elemente 54 können zusammengenommen so angepasst werden, dass sie einen Bestrahlungspegel von 45 mW/cm² in einem Abstand von 35 cm von der Säuglingsauflage 30 erzeugen können.
Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschließlich ihrer besten Ausführungsart offenzulegen, und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.
Ein Säuglingswärmegerät enthält einen LED-Treiber und ein LED-Element, das funktionell mit dem LED-Treiber verbunden ist. Das LED-Element hat einen charakteristischen spektralen Strahlungswellenlängenbereich, der für die Optimierung der Absorption durch Wassermoleküle in einem Säugling ausgewählt ist, um dadurch die Körpertemperatur des Säuglings anzuheben.

Claims

Säuglingswärmegerät, aufweisend: einen LED-Treiber; und ein LED-Element, das funktionell mit dem LED-Treiber verbunden ist, wobei das LED-Element einen charakteristischen spektralen Strahlungswellenlängenbereich hat, der zur Optimierung der Absorption durch Wassermoleküle in einem Säugling ausgewählt ist, um dadurch die Körpertemperatur des Säuglings anzuheben.
Säuglingswärmegerät nach Anspruch 1, wobei das LED-Element mehrere LED-Elemente aufweist, die zusammengenommen dafür eingerichtet sind, einen Bestrahlungspegel von wenigstens 80 mW an der Quelle zu erzeugen.
Säuglingswärmegerät nach Anspruch 1, wobei das LED-Element mehrere LED-Elemente aufweist, die in einer Weise verteilt sind, die dafür angepasst, sicherzustellen, dass die emittierte elektromagnetische Strahlung gleichmäßig über dem Säugling verteilt wird.
Säuglingswärmegerät nach Anspruch 3, wobei die mehreren LED-Elemente gleichmäßig in einer Serie von Reihen und Spalten verteilt sind.
Säuglingswärmegerät nach Anspruch 1, wobei das LED-Element eine charakteristische spektrale Strahlungslänge in dem Bereich von 1400 bis 1500 nm aufweist.
Säuglingswärmegerät nach Anspruch 1, wobei das LED-Element eine charakteristische spektrale Strahlungslänge von angenähert 1450 nm aufweist.
Säuglingswärmegerät, aufweisend: einen LED-Treiber, der dafür angepasst ist, einen im Wesentlichen konstanten Strom zu liefern; eine Steuerung, die funktionell mit dem LED-Treiber verbunden ist, wobei die Steuerung dafür ausgelegt ist, den Betrieb des LED-Treibers zu kontrollieren; und mehrere LED-Elemente, die jeweils mit dem LED-Treiber verbunden und dafür angepasst sind, den im Wesentlichen konstanten Strom aufzunehmen, wobei die LED-Elemente eine charakteristische spektrale Strahlungswellenlänge in dem Bereich von 1400 bis 1500 nm haben, um die Absorption durch Wassermoleküle in einem Säugling zu optimieren.
Säuglingswärmegerät nach Anspruch 7, wobei die LED-Elemente zusammengenommen dafür angepasst sind, einen Bestrahlungspegel von wenigstens 80 mW an der Quelle bereitstellen.
Säuglingswärmegerät nach Anspruch 7, wobei die mehreren LED-Elemente in einer Weise verteilt sind, die dafür angepasst, sicherzustellen, dass die emittierte elektromagnetische Strahlung gleichmäßig über dem Säugling verteilt wird.
Säuglingswärmegerät nach Anspruch 7, wobei die LED-Elemente gleichmäßig in einer Serie von Reihen und Spalten verteilt sind.
Säuglingswärmegerät nach Anspruch 7, wobei ein oder mehrere von den mehreren LED-Elementen eine charakteristische spektrale Strahlungswellenlänge von angenähert 1450 nm aufweisen.
Verfahren zum Wärmen eines Säuglings, mit den Schritten: Bereitstellen einer IR-LED mit einer charakteristischen spektralen Strahlungslänge in dem Bereich von angenähert 1400 bis 1500 nm; Implementieren der IR-LED zum Emittieren von elektromagnetischer Strahlung, die für die Absorption durch Wassermoleküle in einem Säugling optimiert ist; Ausrichten der elektromagnetischen Strahlung auf einen Säugling dergestalt, dass die elektromagnetische Strahlung durch die Wassermoleküle in dem Säugling absorbiert und der Säugling dadurch erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Bereitstellung einer IR-LED mit einer charakteristischen spektralen Strahlungswellenlänge in dem Bereich von angenähert 1400 bis 1500 nm die Bereitstellung einer IR-LED mit einer charakteristischen spektralen Strahlungswellenlänge von angenähert 1450 nm umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Ausrichtung der elektromagnetischen Strahlung auf einen Säugling eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung der elektromagnetischen Strahlung über dem Säugling umfasst.