DE19805654C2 - Inkubator mit unterschiedlich temperierten Zonen und Verfahren zur Temperierung seines Innenraumes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Inkubator mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Temperierung des Innenraumes eines Inkubators mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 7.

Seit einigen Jahren wird zunehmend die Frage diskutiert, ob das Gehirn eines Kleinkindes (Früh- oder Neugeborene) auf einer tieferen Temperatur therapiert werden soll als der restliche Körper. Klinische Untersuchungen zeigen, daß bei neurologischen Schädigungen des Gehirns die kühlere Temperatur hilft, diese Schädigungen auszuheilen oder besser zu überstehen. Auch hilft die kühlere Temperatur, bei eventuell vorkommenden Perfusions- und Durchblutungsstörungen mögliche Schädigungen des Gehirns zu verhindern.

Bei einem aus der DE 40 08 822 A1 bekannten Inkubator wird Luft aus dem Inkubatorinnenraum angesaugt und nach Anfeuchtung und Erwärmung über längs der Liegefläche verlaufende Luftzufuhrkanäle aufsteigend in den Inkubatorinnenraum zurückgeleitet. Die Luftzufuhrkanäle sind an allen Seiten der Liegefläche angeordnet, so daß sich oberhalb der Liegefläche eine Warmluftglocke ausbildet, mit der eine optimale Temperaturkonstanz über der Liegefläche erreicht wird.

Ein Inkubator, bei dem der Gasstrom in einen ersten Gasstrom für trockene Luft und einen zweiten Gasstrom für feuchte Luft aufgeteilt ist, ist aus der US 4,796,605 bekannt. Getrennte Luftzufuhrkanäle, die jeweils an den Längsseiten der Liegefläche verlaufen, gehen aus dieser Schrift nicht her­ vor.

Aus der WO 97/11663 sind getrennt ansteuerbare Temperiervorrichtungen für einen Inkubator bekannt. Die Temperiervorrichtungen sind jedoch nicht bestimmten Gasströmen zugeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Inkubator der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art und ein Verfahren zur Temperierung des Innenraumes eines derartigen Inkubators derart zu verbessern, daß unterschiedliche Temperaturzonen längs der Liegefläche einstellbar sind.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt für den Inkubator mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und für das Verfahren zur Temperierung eines derartigen Inkubators mit den Merkmalen von Patentanspruch 7.

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß durch Aufteilung des in den Inkubatorinnenraum zurückgeleiteten Gasstromes in zwei separate Gasströme, Anwärmung der Gasströme mit den Gasströmen individuell zugeordneten Temperiervorrichtungen und Einleitung der Gasströme über getrennte, an der Längsseite der Liegefläche verlaufende Luftzufuhrkanäle, ein Temperaturprofil längs der Liegefläche einstellbar ist. Die Luftzufuhrkanäle, welche als erste Luftzufuhrkanäle und als zweite Luftzufuhrkanäle ausgeführt sind, besitzen Ausströmöffnungen, die jeweils abschnittsweise die Längsseiten der Liegefläche U-förmig umgreifen. Die Luft tritt beidseits der Liegefläche aus den Luftzufuhrkanälen aus, steigt dann zunächst parallel zur Wand der Inkubatorhaube senkrecht nach oben und wird dann an der Oberseite der Inkubatorhaube zurück zur Liegefläche umgelenkt. Auf diese Weise bilden sich längs der Liegefläche zwei sogenannte Strömungswalzen aus, durch die das Klima oberhalb der Liegefläche bestimmt wird. Da jede der Strömungswalzen in Längsrichtung aus zwei Gasströmen zusammengesetzt ist, die über unterschiedliche Temperiervorrichtungen geleitet werden, lassen sich in Längsrichtung der Liegefläche zwei unterschiedliche Temperaturzonen einstellen, die für Therapiezwecke genutzt werden können.

Eine noch feinere Abstufung der Temperaturzonen erhält man, wenn der in den Inkubatorinnenraum zurückgeleitete Gasstrom in eine Vielzahl von Einzelgasströmen aufgeteilt wird, denen jeweils eine separate Temperiervorrichtung zugeordnet ist. Die Gasströme werden dann in serieller Abfolge längs der Liegefläche in den Inkubatorinnenraum eingeleitet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In zweckmäßiger Weise verlaufen die ersten Luftzufuhrkanäle von der Mitte der Liegefläche beginnend, bis zum Kopfende, während demgegenüber die zweiten Luftzufuhrkanäle sich von der Mitte der Liegefläche bis zum Fußende erstrecken.

In vorteilhafter Weise sind die Temperiervorrichtungen der Gasströme als Peltierelemente ausgeführt. Peltierelemente besitzen für diesen Anwendungsfall den Vorteil, daß mit ihnen der Gasstrom sowohl erwärmt als auch abgekühlt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, den Kopfbereich der Liegefläche definiert auf einer tieferen Temperatur zu halten, während der übrige Teil der Liegefläche erwärmt wird.

Besonders vorteilhaft ist es, im Bereich der ersten Luftzufuhrkanäle und der zweiten Luftzufuhrkanäle jeweils Temperatursensoren anzuordnen, mit denen die Temperatur der einzelnen Gasströme erfaßt wird, um dann mit einem Regelkreis die Gastemperaturen so einzustellen, daß das vorbestimmte Temperaturprofil erreicht wird.

Bei bestimmten Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, die Temperatursensoren nicht im Luftstrom innerhalb des Inkubatorinnenraumes, sondern am Kopf- und Fußende eines auf der Liegefläche befindlichen Kleinkindes anzubringen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Inkubator

Fig. 2 einen Inkubator im Längsschnitt längs der Schnittlinie A-A nach der Fig. 1,

Fig. 3 den Inkubator nach der Fig. 1 in Blickrichtung B, Fig. 2.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Inkubator 1 mit einer rechteckförmig ausgebildeten Liegefläche 2 zur Aufnahme eines in der Fig. 1 nicht dargestellten Kleinkindes. Die Liegefläche 2 liegt auf einem Zwischenboden 3 des Inkubators 1 auf. Unter dem Zwischenboden 3 befinden sich ein von einem Elektromotor 4, Fig. 2, angetriebenes Lüfterrad 5, eine erste Temperiervorrichtung 6 und eine zweite Temperiervorrichtung 7. Die Luft im Inkubator 1 wird im wesentlichen im Kreislauf geführt, wobei das Lüfterrad 5 die Luft über Saugkanäle 8, 9 an den Stirnseiten der Liegefläche 2 ansaugt, einen ersten Gasstrom 24 über die erste Temperiervorrichtung 6 zu ersten Luftzufuhrkanälen 10, 11 und einen zweiten Gasstrom 25 über die zweite Temperiervorrichtung 7 zu zweiten Luftzufuhrkanälen 12, 13 fördert. Der besseren Übersicht wegen ist die Luftförderrrichtung durch Pfeile 15 veranschaulicht. Die Luftzufuhrkanäle 10, 11 sind durch eine Trennwand 16 von den zweiten Luftzufuhrkanälen 12, 13 abgetrennt, so daß nur eine geringe Vermischung der Gasströme 24, 25 untereinander erfolgt. Die ersten Luftzufuhrkanäle 10, 11 erstrecken sich vom Kopfende 14 der Liegefläche bis zur Mitte 34 und die zweiten Luftzufuhrkanäle 12, 13 befinden sich zwischen der Mitte 34 der Liegefläche und dem Fußende 141.

Fig. 2 zeigt den Inkubator 1 nach der Fig. 1 im Längsschnitt längs der Schnittlinie A-A. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern der Fig. 1 bezeichnet. In der Fig. 2 ist die Luftführung innerhalb des von einer Inkubatorhaube 17 umschlossenen Inkubatorinnenraumes 18 veranschaulicht. Die über die Saugkanäle 8, 9 angesaugte Luft gelangt zunächst in einen längs der Liegefläche 2 verlaufenden Sammelkanal 19, welcher eine Ansaugöffnung 20 oberhalb des Lüfterrades besitzt. An den beiden Längsseiten der Liegefläche 2 befinden sich Schlitze 21, über die die angesaugte Luft in die Luftzufuhrkanäle 10, 11, 12, 13 gelangt. Durch die Schlitze 21 werden Freiluftstrahlen erzeugt, die innerhalb der Inkubatorhaube 17 Strömungswalzen 22, 23 bilden. Diese Strömungswalzen 22, 23 erstrecken sich fast gleichmäßig über die gesamte Länge der sich vom Kopfende 14 bis zum Fußende 141 erstreckenden Liegefläche 2. Werden die Temperiervorrichtungen 6, 7 auf unterschiedliche Temperaturen eingestellt, dann ergeben sich im Bereich der ersten Luftzufuhrkanäle 10, 11 und im Bereich der zweiten Luftzufuhrkanäle 12, 13 unterschiedliche Temperaturniveaus, wodurch sich unterschiedliche Temperaturzonen längs der Liegefläche 2 einstellen. Wird beispielsweise die erste Temperiervorrichtung 6 auf eine Temperatur eingestellt, die unterhalb der Temperatur der zweiten Temperiervorrichtung 7 liegt, wird der von den ersten Luftzufuhrkanälen 10, 11 umschlossene Abschnitt der Liegefläche 2 gekühlt, während der von den zweiten Luftzufuhrkanälen 12, 13 umschlossene Abschnitt erwärmt wird. Auf diese Weise läßt sich der Oberkörper eines auf der Liegefläche 2 liegenden, in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellten Kleinkindes kühlen, während die übrigen Körperteile erwärmt werden.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Ansicht des Inkubators 1, Fig. 1, in Blickrichtung B nach der Fig. 2. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern der Fig. 1 und 2 bezeichnet. Die über die Saugöffnungen 8, 9 vom Lüfterrad 5 angesaugte Luft wird in zwei Gasströme aufgeteilt, wobei der erste Gasstrom 24 über die erste Temperiervorrichtung 6 zu den ersten Luftzufuhrkanälen 10, 11 geleitet wird, während der zweite Gasstrom 25 über die zweite Temperiervorrichtung 7 zu den zweiten Luftzufuhrkanälen 12, 13 gelangt. In der Fig. 3 sind der besseren Übersicht wegen nur die Luftzufuhrkanäle 11, 13 gezeigt. Im Bereich der ersten Luftzufuhrkanäle 10, 11 befindet sich oberhalb der Liegefläche 2 ein erster Temperatursensor 26, der über einen ersten Temperaturregler 27 mit der ersten Temperiervorrichtung 6 verbunden ist. Entsprechend ist ein zweiter Temperatursensor 28 im Bereich der zweiten Luftzufuhrkanäle 12, 13 angeordnet, und über einen zweiten Temperaturregler 29 an die zweite Temperiervorrichtung 7 angeschlossen. Der erste Temperatursensor 26, der erste Temperaturregler 27, die erste Temperiervorrichtung 6 und ein erster Temperatur-Sollwerteinsteller 30 bilden zusammen einen ersten Temperaturregelkreis 31 und der zweite Temperatursensor 28, der zweite Temperaturregler 29, die zweite Temperiervorrichtung 7 zusammen mit einem zweiten Sollwerteinsteller 32 ergeben einen zweiten Temperaturregelkreis 33. Mit den Temperatur- Sollwerteinstellern 30, 32 ist die Temperatur der Gasströme 24, 25 individuell einstellbar. In der Fig. 3 befindet sich die Grenze zwischen den Gasströmen 24, 25 etwa in der Mitte 34 der Liegefläche, die mit der Mitte 34 der Inkubatorhaube 17 zusammenfällt.

Claims (8)

1. Inkubator mit einer Luftzuführung, welche über an den Längsseiten einer Liegefläche angeordnete Luftzufuhrkanäle in der Weise erfolgt, daß ein von einer Temperiervorrichtung angewärmter Gasstrom aufsteigend in den Inkubatorinnenraum geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in zumindestens einen ersten Gasstrom (24) und einen zweiten Gasstrom (25) unterteilt ist, wobei dem ersten Gasstrom (24) erste Luftzufuhrkanäle (10, 11) und eine erste Temperiervorrichtung (6) und dem zweiten Gasstrom (25) zweite Luftzufuhrkanäle (12, 13) und eine zweite Temperiervorrichtung (7) zugeordnet sind, und daß die ersten Luftzufuhrkanäle (10, 11) und die zweiten Luftzufuhrkanäle (12, 13) sich jeweils über vorbestimmte Abschnitte längs der Liegefläche (2) erstrecken, und die Temperiervorrichtungen (6, 7) auf unterschiedliche Temperaturen einstellbar sind.

2. Inkubator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ersten Luftzufuhrkanäle (10, 11) im Abschnitt vom Kopfende (14) bis zur Mitte (34) der Liegefläche (2) erstrecken, und daß die zweiten Luftzufuhrkanäle (12, 13) im Abschnitt etwa beginnend von der Mitte (34) der Liegefläche (2) bis zum Fußende (141) verlaufen.

3. Inkubator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperiervorrichtungen (6, 7) Peltierelemente vorgesehen sind.

4. Inkubator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß abströmseitig der ersten Luftzufuhrkanäle (10, 11) ein erster Temperatursensor (26) zur Erfassung der Temperatur der aus den ersten Luftzufuhrkanälen (10, 11) ausströmenden Luft und abströmseitig der zweiten Luftzufuhrkanäle (12, 13) ein zweiter Temperatursensor (28) zur Erfassung der Temperatur der aus den zweiten Luftzufuhrkanälen (12, 13) ausströmenden Luft vorgesehen sind.

5. Inkubator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursensoren (26, 28) an dem Körper eines auf der Liegefläche (2) liegenden Kleinkindes angebracht sind.

6. Inkubator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Temperaturregelkreis (31) mit dem ersten Temperatursensor (26) als Istwertgeber, einem ersten Temperaturregler (27) und der ersten Temperiervorrichtung (6) als Stellglied vorhanden ist, und daß ein zweiter Temperaturregelkreis (33) mit dem zweiten Temperatursensor (28) als Istwertgeber, einem zweiten Temperaturregler (29) und der zweiten Temperiervorrichtung (7) als Stellglied vorgesehen ist.

7. Verfahren zur Temperierung des Innenraumes eines Inkubators, bei welchem an den Längsseiten einer Liegefläche Luftzufuhrkanäle vorhanden sind, durch welche ein temperierter Gasstrom beidseits der Liegefläche aufsteigend in den Inkubatorinnenraum geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Gasstrom zumindestens in einen ersten Gasstrom (24) und einen zweiten Gasstrom (25) aufgeteilt wird,
• - die Gasströme (24, 25) mit jeweils zugeordneten Temperiervorrichtungen (6, 7) individuell temperiert werden, und
• - die Gasströme (24, 25), die sich jeweils über vorbestimmte Längsabschnitte der Liegefläche (2) erstrecken, in den Inkubatorinnenraum (18) eingeströmt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gasstrom (24) vom Kopfende (14) bis zur Mitte (34) der Liegefläche (2) und der zweite Gasstrom (25) von der Mitte (34) der Liegefläche (2) bis zum Fußende (141) eingeleitet wird.