DE2440887C2 - Method and device for storage adapted to the human body on a bed made of granular material and adapted to the shape of the body - Google Patents

Method and device for storage adapted to the human body on a bed made of granular material and adapted to the shape of the body

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dem menschlichen Körper angepaßten Lagerung auf einem der Form des Körpers sich anpassenden Bett aus einem körnigen Material nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.The invention relates to a method for the human body adapted storage on one of the Shape of the body adapting bed made of a granular material according to the preamble of the claim 1 and a device for performing the method according to the preamble of the claim 4th

Es i^t bereits bekannt, die Auflagefläche eines Bettes für einen darauf zu lagernden Körper aus einer Vielzahl von länglichen aufblasbaren Zellen zu bilden, die parallel in Längs- oder Querrichtung zum Bett angeordnet sind. Die Zellen bilden jeweils zwei Gruppen, die miteinander verbunden sind und wechselweise aufgeblasen und entlüftet werden. Die Gaszufuhr erfolgt also nur periodisch bezüglich der Zellen jeweils einer Gruppe, während die Gesamtgaszufuhr kontinuierlich ist (GB-It i ^ t already known the supporting surface of a bed for a body to be placed thereon from a plurality of elongated inflatable cells that are parallel are arranged in the longitudinal or transverse direction to the bed. The cells each form two groups that are connected to each other are connected and are alternately inflated and deflated. The gas is only supplied periodically with respect to the cells in each group, while the total gas supply is continuous (GB-

!0 PS 9 01 080).! 0 PS 9 01 080).

Da die Auflagefläche auf die jeweils aufgeblasenen Zellen der Auflagefläche reduziert ist, ist sie relativ klein, so daß ein gleichmäßiger Auflagedruck fehlt und der Auflagedruck an den Stellen, wo der Körper aufliegt, entsprechend hoch ist Stellen erhöhten Anflagedrucks werden also nicht beseitigt, sondern durch das alternierende Aufblasen und Entlüften der Zeilen der beiden Gruppen in Zeitabständen lediglich vet lagert Eine dauernde gleichmäßige und großflächige Verteilung des Auflagedrucks fehlt somitSince the contact area is reduced to the inflated cells of the contact area, it is relative small, so that there is no even contact pressure and the contact pressure at the points where the body rests, places of increased contact pressure are correspondingly high are therefore not eliminated, but by the alternating inflation and deflation of the lines of the both groups at intervals of time only vet. A permanent, even and large-area distribution the contact pressure is therefore missing

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur Lagerung des menschlichen Körpers auf einem Bett aus körnigem Material, das durch Hindurchleiten eines Gases ständig in einem fluidisierten Zustand gehalten wird, so daß sich die Auflagefläche des Bettes exakt der Form des Körpers anpaßt, wobei der vom aufliegenden Teil des Körpers auf die Auflagefläche des Bettes ausgeübte Druck gleichmäßig verteilt ist Durch die Fluidisierung des körnigen Materials v/ird gleichzeitig eine leichte Verformbarkeit der Auflagefläche des Bettes erzielt, so daß Veränderungen in der Liegestellung mit geringerem Kraftaufwand durchführbar sind als auf einer relativ starren Auflagefläche. Die leichte Verformbarkeit der Auflagefläche des Bettes in Verbindung mit der Fähigkeit der Auflagefläche, sich der Körperform exakt anzupassen, führt dazu, daß die Druckverteilung auf dem Körper auch während und nach einer Stellungsänderung großflächig und gleichmäßig ist (US-PS 34 28 973).
Die leichte Verformbarkeit der Auflagefläche ist aber dann von Nachteil, wenn eine Bewegung des Körpers relativ zum Bett verändert werden soli. Dies kann dann der Fall sein, wenn eine absolute Stillegung des Körpers nach einer entsprechenden Operation erforderlich ist oder wenn der Körper oder einzelne Gliedmaßen einer Zugbeanspruchung ausgesetzt werden müssen. Verschiebt sich aber der Körper infolge der Zugbeanspruchung, kann es zu einem Wundscheuern kommen.Also known is a method for supporting the human body on a bed of granular material, which is kept constantly in a fluidized state by passing a gas through, so that the support surface of the bed adapts exactly to the shape of the body, with the part of the Body pressure exerted on the bed's support surface is evenly distributed.By the fluidization of the granular material, the bed's support surface is easy to deform, so that changes in the lying position can be carried out with less effort than on a relatively rigid support surface. The easy deformability of the support surface of the bed in conjunction with the ability of the support surface to adapt exactly to the body shape means that the pressure distribution on the body is large and even during and after a change in position (US Pat. No. 3,428,973).
The easy deformability of the support surface is a disadvantage when a movement of the body relative to the bed is to be changed. This can be the case if an absolute immobilization of the body is necessary after a corresponding operation or if the body or individual limbs have to be subjected to tensile stress. However, if the body shifts as a result of the tensile stress, chafing can occur.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, das Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit denen Verschiebungen des Körpers relativ zum Bett verhindert werden, jedoch eine exakte Anpassung des Bettes an die Form des Körpers auch nach Stellungsänderungen des Körpers gewährleistet bleibt.The object on which the invention is based therefore consists in the method of the aforementioned Art and to create a device for performing this method, with which shifts of the Body relative to the bed can be prevented, but an exact adaptation of the bed to the shape of the body remains guaranteed even after the body has changed its position.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen und vorrichtungsgemäß mit der im Kennzeichen des Patentanspruchs 4 angegebenen Ausgestaltung gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung.This task is procedurally specified with those in the characterizing part of claim 1 Measures and according to the device with the design specified in the characterizing part of claim 4 solved. The subclaims describe advantageous developments of the method according to the invention or the device according to the invention.

Erfindungsgemäß wird für den Körper eine starre Auflagefläche geschaffen, die der Körperform exakt angepaßt ist, so daß Verschiebungen des Körpers relativ zum Bett, beispielsweise infolge Zugbeanspruchung, mit Sicherheit vermieden werden, nachdem das körnige Material nach einer vorausgehenden Fluidisierungspe-According to the invention, a rigid support surface is created for the body, which is precisely adapted to the shape of the body is, so that displacements of the body relative to the bed, for example due to tensile stress, with Safety can be avoided after the granular material after a previous fluidization phase

node verdichtet worden isL Durch das periodische Fluidisieren des körnigen Materials wird die Auflagefläche des Bettes immer wieder von neuem an die Körperform exakt angepaßt, so daß auch nach einer Stellungsänderung die gewünschte großflächige und gleichmäßige Druckverteilung am Körper erhalten bleibt Durch das nur kurzzeitige Fluidisieren des körnigen Materials anstelle einer ständigen Fluidisierung läßt sich außerdem der Energieaufwand reduzieren.node has been compressed isL by periodic fluidization Due to the granular material, the bed's contact surface is constantly remade to the shape of the body precisely adapted, so that even after a change in position the desired large-area and uniform Pressure distribution on the body is maintained by the only brief fluidization of the granular material instead a constant fluidization can also reduce the energy consumption.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to drawings, for example

F i g. 1 schematisch im Schnitt die Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,F i g. 1 schematically in section the embodiment a device for carrying out the process,

F i g. 2 den Schnitt 2-2 von F i g. 3 undF i g. 2 shows section 2-2 from FIG. 3 and

Fig.3 perspektivisch auseinandergezogen die Vorrichtung von F i g. 1.Fig. 3 exploded in perspective, the device from F i g. 1.

Die in den Figuren gezeigte Vorrichtung hat einen oben offenen Behälter 10 aus glasfaserverstärktem Kunststoff, Stahl oder mit Epoxiharz beschichtetem Holz. In der Nähe des unteren Teils des Behälters 10 ist ein Streckmetaürost 11 oberhalb der unteren Wandung tOA des Behälters gelagert, so daß sich eine Kammer 12 ergibt Der Rost 11 ist mit einer porösen Folie oder Schicht 13 bedeckt, die als Diffusor wirkt, einen aufwärts gerichteten Luftstrom gestattet und den Durchtritt von körnigem Material in die Kammer 12 verhindert Der Behälter 10 ist oberhalb des Rostes 11 teilweise mit körnigem Material 14 gefüllt Mit der Kammer 12 ist ein Rohr 15 verbunden, durch das Gas, ζ. Β. Luft unter Druck mittels eines Lüfters oder einer Luftpumpe 16 in die Kammer 12 gedrückt wird. Die Luftpumpe 16 wird mittels eines Motors 17 getrieben. Über dem Bett oder der Masse aus körnigem Material 14 befindet sich eine lose aufliegende undurchlässige Folie 18, beispielsweise aus Vinyl, die leicht gewaschen und sterilisiert werden kann und die am Behälter 10 befestigt ist Damit die Luft aus der Masse aus körnigem Material 14 austreten kann, ist die Folie mit einer Anzahl von Öffnungen 19 versehen, die längs einander gegenüberliegender Seitenteile der Folie 18 angeordnet sind. Zahl, Größe und Anordnung der Öffnungen 19 sind variabel. Ausreichend sind vier runde Öffnungen mit einem Durchmesser von etwa 5 cm. Unterhalb jeder Öffnung 19 befindet sich eine Schicht 20 aus durchlässigem Material, die mittels eines Klebstoffs oder unter Wärme an die Folie 18 angeklebt ist. Das kömige Material 14 kann daher nicht durch die Öffnungen 19 entweichen, während sie für den Luftstrom einen geringen Widerstand bilden. Ferner ist dadurch ein Schutz des körnigen Materials 14 vor Fluiden gegeben, die vom Ffetienten ausgehen oder mit denen er behandelt wird. Dies wird durch eine poröse Folie 13 erreicht die sich über die Länge und Breite des Behälters 10 erstrecktThe device shown in the figures has an open-topped container 10 made of glass fiber reinforced plastic, steel or wood coated with epoxy resin. In the vicinity of the lower part of the container 10 a stretch metal grate 11 is mounted above the lower wall tOA of the container, so that a chamber 12 results. The grate 11 is covered with a porous film or layer 13 which acts as a diffuser, an upwardly directed one Air flow is permitted and the passage of granular material into the chamber 12 is prevented. The container 10 is partially filled with granular material 14 above the grate 11. A pipe 15 is connected to the chamber 12 through the gas, ζ. Β. Air under pressure is forced into the chamber 12 by means of a fan or an air pump 16. The air pump 16 is driven by means of a motor 17. Above the bed or the mass of granular material 14 is a loosely lying impermeable film 18, for example made of vinyl, which can be easily washed and sterilized and which is attached to the container 10 so that the air can escape from the mass of granular material 14, the film is provided with a number of openings 19 which are arranged along opposite side parts of the film 18. The number, size and arrangement of the openings 19 are variable. Four round openings with a diameter of about 5 cm are sufficient. Below each opening 19 there is a layer 20 of permeable material which is adhered to the film 18 by means of an adhesive or with heat. The granular material 14 can therefore not escape through the openings 19, while they form a low resistance to the air flow. Furthermore, the granular material 14 is protected from fluids which emanate from the patient or with which it is treated. This is achieved by a porous film 13 which extends over the length and width of the container 10

Gemäß F i g. 1 liegt ein Patient 21 auf der undurchlässigen Folie 18. Sein rechtes Bein ist, wie gezeigt, mit einem Stift 22 an einem Seil 23 befestigt, das über eine Rolle 24 läuft. Das Seil 23 endet in einer Platte 25, auf die ein oder mehrere Gewichte 26 aufgelegt werden können, um an das rechte Bein des Patienten die erforderliche Zugkraft auszuüben, ohne daß der Patient auf der Auflagefolie 18 rutscht.According to FIG. 1, a patient 21 lies on the impermeable film 18. His right leg is, as shown, with a pin 22 is attached to a rope 23 which runs over a pulley 24. The rope 23 ends in a plate 25 on which one or more weights 26 can be placed on the patient's right leg as required To exert tensile force without the patient slipping on the support sheet 18.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Steuereinrichtung, deren Teile in der dem Beginn eines Zyklus entsprechenden Stellung liegen, wobei der Netzschalter 30 geschlossen ist. Dabei treibt der Motor 17 den Lüfter 16 an, so daß die körnige Masse in fluidförmigen Zustand versetzt wird. Das körnigr Material 14 nimmt dabei die Eigenschaften eines Fluids mit hohem SDezifischen Gewicht an, wenn der Druck im Rohr 15 auf Werte im Bereich von 0,045 bis 0,053 bar steigt Der Druck im Rohr 15 wird mit einem Manometer 31 gemessen, durch das ein Kontakt 32 bei Erreichen eines vorherbestimmten Drucks geschlossen wird. Der Druck wird innerhalb des oben erwähnten Bereichs entsprechend dem Gewicht des Patienten gewählt Er reicht aus, um ein Maß der Fluidisierung sicherzustellen, bei dem der Patient geringfügig, etwa um 6 bis 12 mm angehoben wird. Dies reicht aus, das Konturlager umzuformen und Druckstellen zu entlasten, so daß eine Lageänderung möglich wird.F i g. 1 shows schematically a control device, the parts of which are in the one corresponding to the beginning of a cycle Position with the power switch 30 closed. The motor 17 drives the fan 16, see above that the granular mass is put in a fluid state. The granular material 14 takes the Properties of a fluid with a high specific weight when the pressure in the pipe 15 reaches values im Range from 0.045 to 0.053 bar increases The pressure in the pipe 15 is measured with a manometer 31, through that a contact 32 is closed when a predetermined pressure is reached. The pressure is inside of the above range chosen according to the weight of the patient He is enough to measure ensure the fluidization, in which the patient is slightly raised, about 6 to 12 mm. this is sufficient to reshape the contour bearing and relieve pressure points so that a change in position is possible will.

Durch die Fluidisierung wird die Folie 18 durch das körnige Material 14 nach oben über ihrer gesamten Länge und Breite um den Körper des Patienten bewegt und bildet eine dem Körper genau angepaßte dreidimensionale Lagerfiäche. Bei Beendigung der Fluidisierung wird das körnige Material stark verdichtet und bildet eine verhältnismäßig starre, den Patienten haltende dreidimensionale Lagerung, die bei Behandlungen von großem Wert ist, bei denen die Fixierung des Patienten zur Behandlung oder Rekonvaleszenz nach Operationen oder anderen medizinischen Behandlungen wesentlich istAs a result of the fluidization, the film 18 is upwardly over its entire area through the granular material 14 Moves length and width around the body of the patient and forms a three-dimensional precisely adapted to the body Storage space. At the end of the fluidization, the granular material is strongly compressed and forms a relatively rigid, three-dimensional support that holds the patient during treatments is of great value in those involving the restraint of the patient for treatment or convalescence after Surgery or other medical treatment is essential

Wenn der Kontakt 32 schließt wird ein Relais 34 erregt und der Speisestromkreis des Motors 37 geöffnet, der den Kontakt 35 eines Zeitgebers 36 enthält Der Motor 17 und der Lüfter 16 kommen zum Stillstand. Der Druck fällt, so daß der Kontakt 32 öffnet Dies geschieht innerhalb einiger Sekunden, innerhalb eines Zeitintervalls also, da ausreicht, daß das körnige Material von selbst in seine Form gelangt und als verhältnismäßig starre Masse ohne Fluidisierung die eine Kontur aufweisende Lagerfläche bildet, die sich vom Kopf bis zum Fuß längs des Rückens des Patienten erstreckt.When the contact 32 closes a relay 34 is energized and the supply circuit of the motor 37 is opened, which contains the contact 35 of a timer 36. The motor 17 and the fan 16 come to a standstill. Of the Pressure drops so that contact 32 opens. This happens within a few seconds, within a time interval that is, since it is sufficient that the granular material gets into its shape by itself and as proportionate rigid mass without fluidization that forms a contoured bearing surface that extends from head to foot extends along the patient's back.

Das Konturbett wird etwa alle 8 bis 10 Minuten wieder hergerichtet. Hierzu öffnet der Motor des Zeitgebers 36 über ein geeignetes Getriebe dessen Kontakte nach jedem Arbeitszyklus des Motors 17 und hält sie für die gewählte Zeit zwischen 8 und 10 Minuten offen. Die zu--? Aufwirbeln der Masse 14 erforderliche Zeit ist verhältnismäßig kurz. Da die Einschaltzeit des Motors 17 gegenüber der Ruhezeit verhältnismäßig klein ist, wird ein wirtschaftlicher Betrieb erreicht.The contour bed is restored approximately every 8 to 10 minutes. To do this, the timer motor opens 36 via a suitable transmission whose contacts after each working cycle of the motor 17 and holds them for the selected time between 8 and 10 minutes open. Which to--? The time required to whirl up the mass 14 is proportionate short. Since the switch-on time of the motor 17 is relatively short compared to the idle time, is an economical operation achieved.

Das in F i g. 3 als rechteckiger Block gezeigte körnige Material 14 besteht aus ca. 450 kg einer losen Masse aus mit Silikon überzogenen Kügelchen mit einer Größe von etwa 0,05 bis 0,12 mm, die nicht aneinander anhaften und durch den Durchtritt von Luft mit einem Volumenstrom von etwa 1,1 bis 1,4 nvVmin bei einem Druck von 0,045 bis 0,054 bar fluidisiert werden, um wiederholt ein dem Patienten genau angepaßtes Lager herzustellen. The in Fig. 3 granular material 14 shown as a rectangular block consists of approx. 450 kg of a loose mass silicone coated beads about 0.05 to 0.12 mm in size that do not adhere to one another and by the passage of air with a volume flow of about 1.1 to 1.4 nvVmin at a pressure fluidized from 0.045 to 0.054 bar in order to repeatedly produce a bearing that is precisely adapted to the patient.

Wenn das körnige Material 14 fluidisiert ist, kann ein zwischen der Folie 18 und dem Patienten befindliches Laken ersetzt werden, indem lediglich in Richtung nach unten auf die fluidisierte Masse gedrückt und das Laken dann in Längsrichtung des Patienten allmählich wegbewegt wird, ohne cdß dessen Lage verändert zu werden braucht. Ein frisches Laken wird in umgekehrter Weise eingelegt-When the granular material 14 is fluidized, there may be one located between the sheet 18 and the patient Sheets can be replaced by simply pushing in a downward direction on the fluidized mass and covering the sheet is then gradually moved away in the longitudinal direction of the patient without changing his position needs. A fresh sheet is inserted in the opposite way -

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur dem menschlichen Körper angepaßten Lagerung auf einem der Form des Körpers sich anpassenden Bett aus einem körnigen Material, das durch Hindurchleiten von Gas fluidisiert wird und anschließend durch Abstellen der Gaszufuhr verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch wechselweise fluidisiert und verdichtet wird, wobei die Zeitdauer der Fluidisierung gegenüber den dazwischenliegenden Zeiten so kurz gehalten ist, daß Stellungsänderungen des Körpers möglich und Verschiebungen des Körpers relativ zum Bett vermieden sind.1. A method of positioning on a shape of the body that is adapted to the human body conforming bed of granular material which is fluidized by the passage of gas and is then compressed by turning off the gas supply, characterized in that that is periodically alternately fluidized and compressed, the duration of the fluidization opposite the intervening times is kept so short that the body changes its position possible and displacements of the body relative to the bed are avoided. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer eines gesamten Zyklus etwa 8 bis 10 Minuten und die Zeitdauer der Fluidisierung etwa 3 Sekunden beträgt2. The method according to claim 1, characterized in that that the duration of an entire cycle is about 8 to 10 minutes and the duration of fluidization is about 3 seconds 3. Verfahren oach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zugbeanspruchung des Körpers oder von Körperteilen diese während der Ruhezeiten durch das dem Körper angepaßte Lager sicher gehalten wird und die durch die Zugkraft bedingte Bewegung des Körpers vernachlässigbar ist3. The method oach claim 1 or 2, characterized in that that when the body or parts of the body are subjected to tensile stress, this occurs during rest periods is held securely by the bearing adapted to the body and that caused by the tensile force Movement of the body is negligible 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer gasundurchlässigen Basis, einer an der Basis befestigten und diese verschließenden lastaufnehmenden Abdeckung, so daß sich ein Behälter ergibt, mit einer im Behälter angeo' -isjeten Masse aus körnigem Material und mit einer von einem Motor angetriebenen Luftpumpe zur Erzeugung einer durch die Masse aus körnigem Material hindurchgehenden Gasströmung, die für die Fluidisierung der Masse und die Verminderung ihres spezifischen Gewichts auf einen Wert ausreicht, der für das Schwebendhalten des Körpers auf der lastaufnehmenden Abdeckung notwendig ist, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (36) zur zyklischen Ein- und Ausschaltung des Motors (17) für deir Antrieb der Pumpe (i6), um die Masse (14) aus körnigem Material eine kurze Zeitspanne zu fluidisieren bzw. zu verdichten.4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3 with a gas-impermeable Base, a load-bearing cover attached to the base and closing it, so that a container results with a mass of granular material deposited in the container and with an air pump driven by a motor for generating one through the mass of granular material passing through gas flow, which is responsible for the fluidization of the mass and the Reduction of its specific weight to a value that is sufficient to keep the Body on the load-bearing cover is necessary, characterized by a control device (36) for cyclical switching on and off of the motor (17) for driving the pump (i6) to to fluidize or compress the mass (14) of granular material for a short period of time. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (36) eine druckempfindliche Einrichtung (31) aufweist, die auf den Druck des die Fluidisierung bewirkenden Gases anspricht und den Motor (17) ausschaltet, wenn der Gasdruck auf einen Wert angestiegen ist, bei welchem die Masse (14) aus körnigem Material fluidisiert ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the control device (36) is a pressure-sensitive Has means (31) which is responsive to the pressure of the fluidizing gas and turns off the motor (17) when the gas pressure has risen to a value at which the mass (14) of granular material is fluidized. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lastaufnehmende Abdekkung (18) gasundurchlässig ist und mehrere über ihren Umfang verteilte öffnungen (19) aufweist, von denen jede durch ein an der Abdeckung befestigtes gasdurchlässiges Element (20) abgedeckt ist.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the load-bearing cover (18) is impermeable to gas and has several openings (19) distributed over its circumference, from each of which is covered by a gas-permeable element (20) attached to the cover.
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