DE10318384B4

DE10318384B4 - Inkubator mit einer Sauerstoffdosierung

Info

Publication number: DE10318384B4
Application number: DE10318384A
Authority: DE
Inventors: Götz KULLIK; Jochim Dr. Koch; Jörg-Uwe Dr. Pr. Meyer
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draeger Medical GmbH
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: GB0408866D0; US20040215052A1; US7059323B2; GB2401318A; GB2401318B; DE10318384A1

Abstract

Inkubator für früh- und neugeborene Patienten mit einer Heizung (6) und einem zugeführten Frischluftstrom (13) mit einer Sauerstoffdosierung, dadurch gekennzeichnet, dass der Inkubator aufweist
a) einen elektrisch betriebenen Sauerstoffkonzentrator (12),
b) einen Sauerstoffsensor (5) für die Messung der Sauerstoffkonzentration im Inkubator,
c) einen Sauerstoffdosierer (7) für die Dosierung des vom Sauerstoffkonzentrator (12) abgegebenen Sauerstoffs in den dem Inkubator zugeführten Frischluftstrom (13), wobei
d) der Sauerstoffsensor (5) über einen Sauerstoffregler (51) mit dem Sauerstoffdosierer (7) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Inkubator gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein gattungsgemäßer Inkubator wird beispielsweise in DE 196 17 739 C1 beschrieben, wobei hier Luft und Sauerstoff aus Druckgasflaschen zugeführt werden. Alternativ ist hier auch die Luft- und/oder Sauerstoffversorgung aus einer zentralen Gasversorgungsanlage genannt, wie sie zum Beispiel aus Krankenhäusern bekannt ist.
Sauerstoffkonzentratoren, die aus Raumluft Stickstoff abtrennen und so konzentrierten Sauerstoff gewinnen, werden unter anderem in der Medizin zur Zuführung eines sauerstoffreichen Gases beispielsweise zur häuslichen Langzeitbehandlung von Lungen- und Herzkrankheiten eingesetzt, und gehen zum Beispiel aus „Roche, Lexikon Medizin, 1999, 4. Auflage, Stichwort: Sauerstoffkonzentrator" und der DE 693 20 914 T2 hervor.
Die Verwendung von Sauerstoffsensoren sowie Sauerstoffdosierern ist beispielsweise aus der EP 0 770 211 B1 , DE 196 17 739 C1 , JP 09206341 A und DE 37 86 213 T2 bekannt.
Es ist wünschenswert, bekannte Inkubatoren auch außerhalb von Krankenhäusern, also insbesondere im häuslichen Bereich, einzusetzen, wo keine zentrale Sauerstoffversorgung verfügbar ist. Auch die Handhabung von Sauerstoff-Druckgasflaschen ist relativ aufwändig, so dass Bedarf besteht für einen verbesserten Inkubator der eingangs genannten Art, der auch unabhängig von einer zentralen Gasversorgungsanlage betrieben werden kann.
Demgemäss besteht die Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines Inkubators, welcher unabhängig von einer zentralen Gasversorgungsanlage und unabhängig von Sauerstoff-Druckgasflaschen ein definiertes Mikroklima in bezug auf Temperatur, Sauerstoffkonzentration und gegebenenfalls Feuchte im Inkubatorinnenraum gewährleistet.
Die Lösung der Aufgabe erhält man mit den Merkmalen von Anspruch 1. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in der Verwendung eines elektrisch betriebenen Sauerstoffkonzentrators als Sauerstoffquelle, so dass vorliegende Inkubatoren bequem auch außerhalb von Krankenhäusern im vertrauten häuslichen Bereich eingesetzt werden können, um insbesondere auch weniger intensiv zu betreuende Patienten aufzunehmen und dadurch gegebenenfalls auch Krankenhauskosten einzusparen.
Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiter- und Ausbildungen der Erfindung nach Anspruch 1 an.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Hilfe der schematischen Figur erläutert, die einen Inkubator mit den wichtigsten Bauelementen zeigt.
Im beschriebenen Beispiel werden sowohl der Sauerstoffkonzentrator 12 als auch die im oberen Teil der Figur dargestellten Bauelemente in praktischer Weise mit üblicher Versorgungs-/Eingangsspannung von 230 Volt Wechselstrom aus dem öffentlichen Stromnetz betrieben, wobei der Wechselstrom je nach Bedarf für den Betrieb der Bauelemente gleichgerichtet wird. Der Patient befindet sich auf einer Liegefläche 1, die mittels der Inkubatorhaube 2 weitgehend von der Umgebungsluft abgeschlossen ist, so dass sich im Inkubatorinnenraum ein in bezug auf Temperatur, Feuchte und Sauerstoffkonzentration definiertes Mikroklima mit einem Frischgasstrom 3 ausbildet mit einer kontrollierten Gasabgabe an die Umgebung durch eine oder mehrere Gasöffnungen am Inkubator entsprechend dem zugeförderten, mit Sauerstoff angereicherten Frischluftstrom 13. Der Sauerstoffkonzentrator 12 ist vorzugsweise ein Druckwechseladsorber, zum Beispiel kommerziell vertrieben als „Dräger Permox SilentCare" und nutzt die Eigenschaft von an sich bekannten Zeolithen, den Stickstoff der Luft selektiv besser zu adsorbieren als den Sauerstoff, so dass mit Hilfe eines kleinen Kompressors und einiger Ventile des Adsorbers die auf das Luftvolumen bezogene Sauerstoffkonzentration von etwa 21% in der Umgebungsluft auf bis zu etwa 95% angehoben werden kann. Die Tatsache, dass keine 100% Sauerstoff erreicht werden, ist für vorliegende Anwendung eher vorteilhaft, da die Sauerstoffkonzentration für die kleinen Patienten wegen deren Erblindungsgefahr auf einen Wert von etwa 40% begrenzt werden muss.
Der Sauerstoffkonzentrator 12 kann auch als keramischer Ionenleiter oder allgemein als Festelektrolyt ausgebildet sein mit dem Ergebnis, dass in Abhängigkeit von dem aufgeprägten Strom eine Sauerstoffanreicherung in definierten Bereichen zu verzeichnen ist, die mittels einer Gasfördereinheit zum Inkubator gefördert wird.
Je nach Anforderung an die Dichtigkeit und den Austausch des vom Patienten im Inkubator ausgeatmeten Kohlendioxids an die Umgebung werden dem Inkubator etwa 20 bis 30 Liter pro Minute Frischgas zugeführt. Bekannte Sauerstoffkonzentratoren 12 auf Basis der Druckwechseladsorption liefern bei 95%iger Sauerstoffkonzentration etwa 6 Liter pro Minute, bei einem Frischluftstrom 13 von etwa 20 Litern pro Minute Umgebungsluft ergibt sich somit eine erwünschte Sauerstoff-Maximalkonzentration von etwa 38% bei einem gesamten Frischgasstrom 3 in den Inkubatorinnenraum von 26 Litern pro Minute. Der Zustrom des Frischluftstroms 13 wird mittels des Gebläses 10 erreicht und durch den Strömungswiderstand der Einlassleitung und des Keimfilters 11 auf einen konstanten Wert von etwa 20 Litern pro Minute eingestellt. Die Überwachung des Frischgasstroms 3 erfolgt beispielsweise über die elektrischen Daten des Gebläses 10, nämlich Strom, Spannung, Drehzahl, so dass hierdurch auch ein erhöhter Widerstand des Keimfilters 11 zu erkennen ist.
Die Regelung der Sauerstoffkonzentration geschieht nach Messung der aktuellen Sauerstoffkonzentration im Inkubatorinnenraum mittels des Sauerstoffsensors 5, der vorzugsweise eine elektrochemische Messzelle ist. Das Messsignal des Sauerstoffsensors 5 gelangt in den Sauerstoffregler 51, der mittels eines als Stellventil ausgebildeten Sauerstoffdosierers 7 die Sauerstoffdosierung zum Frischluftstrom 13 vornimmt.
Der Inkubator hat für die Dosierung des Niederdruck-Sauerstoffs aus dem Sauerstoffkonzentrator 12 ein spezielles elektrisches Stellventil mit großem Querschnitt. Für die Betriebssicherheit des Inkubators und die Sicherheit des Patienten ist in jedem Falle die Messung der Sauerstoffkonzentration mittels des Sauerstoffsensors 5 mit nachgeschalteter optischer und/oder akustischer Alarmfunktion sinnvoll.
Die Temperatur im Inkubatorinnenraum wird mit dem Temperatursensor 4 erfasst und über den Temperaturregler 41 zur Einstellung der Heizung 6 für den mit dem vom Sauerstoffkonzentrator 12 kommenden, mit Sauerstoff angereicherten Frischluftstrom 13 verwendet.
Der Anfeuchter 9 wird vorzugsweise ebenfalls elektrisch betrieben und aus dem Wasservorratstank 8 mit Wasser versorgt. Speziell kann der Anfeuchter 9 in Abhängigkeit von der mittels eines Feuchtesensors aktuell gemessenen Luftfeuchte im Inkubatorinnenraum geregelt werden. Der Anfeuchter 9 kann besonders einfach mit Leitungswasser und einer eingebauten Entkalkungseinrichtung verwendet werden.

Claims

Inkubator für früh- und neugeborene Patienten mit einer Heizung (6) und einem zugeführten Frischluftstrom (13) mit einer Sauerstoffdosierung, dadurch gekennzeichnet, dass der Inkubator aufweist a) einen elektrisch betriebenen Sauerstoffkonzentrator (12), b) einen Sauerstoffsensor (5) für die Messung der Sauerstoffkonzentration im Inkubator, c) einen Sauerstoffdosierer (7) für die Dosierung des vom Sauerstoffkonzentrator (12) abgegebenen Sauerstoffs in den dem Inkubator zugeführten Frischluftstrom (13), wobei d) der Sauerstoffsensor (5) über einen Sauerstoffregler (51) mit dem Sauerstoffdosierer (7) verbunden ist.
Inkubator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffkonzentrator (12) ein Druckwechseladsorber auf Zeolithbasis ist.
Inkubator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffkonzentrator (12) aus mehreren vorzugsweise gestapelten Festelektrolytzellen aufgebaut ist, welche aufgrund einer an die Festelektrolytzellen angelegten Potentialdifferenz eine lokale Sauerstoffanreicherung bewirken.
Inkubator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffsensor (5) als elektrochemische Messzelle ausgebildet ist.
Inkubator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Förderung des Frischluftstromes (13) in den Inkubator ein vorzugsweise als Radialverdichter ausgebildetes Gebläse vorgesehen ist.
Inkubator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dem Inkubator zugeführten, mit Sauerstoff angereicherten Frischluftstrom (13) ein Anfeuchter (9) angeordnet ist.
Inkubator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (6) für den mit Sauerstoff angereicherten Frischluftstrom (13) in Abhängigkeit von der im Inkubatorinnenraum mittels eines Temperatursensors (4) gemessenen Temperatur regelbar ist.