DE60218323T2

DE60218323T2 - Temperaturregulierte patientenauflagestruktur

Info

Publication number: DE60218323T2
Application number: DE60218323T
Authority: DE
Inventors: R. James R. Lawrenceburg STOLPMANN
Original assignee: Hill Rom Services Inc
Current assignee: Hill Rom Services Inc
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: EP2286772A2; WO2003022190B1; WO2003022190A2; EP2286772A3; US20030046762A1; EP2286772B1; DE60218323D1; EP1779824B1; EP1424968B1; ATE354331T1; CA2457760A1; EP1779824A3; EP1424968A2; US6855158B2; WO2003022190A3; EP1779824A2

Description

Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat und ein Verfahren zum Regulieren einer Körpertemperatur einer Person, wie ein Krankenhauspatient. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Auflagestruktur nach Art einer Matratze, die eine aufblasbare Schicht zum Tragen einer Person und Wärmen oder Kühlen der darauf getragenen Person aufweist.
Matratzenkissen, die in der Lage sind, einen Patienten zu wärmen oder zu kühlen, sind im Fach bekannt. Matratzenkissen, die in der Lage sind, einen Patienten zu wärmen, schließen typischerweise ein leitendes Material ein, das eine im Wesentlichen gleichförmige Wärmeübertragung durch den Bezug bereitstellt. Siehe zum Beispiel die US-Patentschrift 6,073,284 von Borders und die US-Patentschrift 6,049,927 von Thomas et al., die beide dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen wurden. Die US-Patentschrift 5,970,550 von Gazes offenbart eine aufblasbare Matratze, die unter Verwendung einer Wärmepumpe oder eines Wärmetauschers, die durch einen Temperaturregler geregelt werden, mit erwärmter oder gekühlter Luft oder erwärmtem oder gekühltem Wasser gefüllt werden kann. Die US-Patentschrift 6,033,432 von Augustine offenbart einen Apparat, der einen Flächenabschnitt aufweist, auf den Kühlung angewandt wird, um basierend auf dem Druck, der durch Körperabschnitte auf den Flächenabschnitt angewandt wird, Wärme von Körperabschnitten von Menschen oder Tieren, die in Kontakt mit dem Flächenabschnitt sind, zu entfernen.
Das Regulieren der Temperatur eines Matratzenkissens oder einer anderen Patientenauflagestruktur, einschließlich einzelner Bereiche der Auflagestruktur, basierend auf der gegenwärtigen Temperatur davon ist erwünscht. Es ist auch erwünscht, die Temperatur von jedem der einzelnen Bereiche unabhängig von den anderen Bereichen zu regulieren. Ferner ist es erwünscht, einen temperatur regulierenden Apparat und einen druckregulierenden Apparat in einer einzigen Patientenauflagestruktur zu kombinieren.
GB 2221387 offenbart ein Steuerungssystem für ein Luftbett, das eine Vielzahl manuelle Steuerschalter und Anordnungs- und Statusfühler umfasst, die als Eingang mit den Schaltungen eines Mikroprozessorcomputers verbunden sind; mindestens einen Betttemperaturfühler, der in gleicher Weise als Eingang mit den Schaltungen des Mikroprozessorcomputers verbunden ist; wobei der Ausgang von den Schaltungen des Mikroprozessorcomputers in Antriebsverbindung mit Steuerrelais und/oder Ventilen zum Steuern des Anordnungsstatus und der Temperatur des Bettes in Abhängigkeit von der Betätigung der Schalter und der Fühler ist, wobei die Schaltungen des Mikroprozessorcomputers auch mit Anzeigen zum Anzeigen des Anordnungsstatus und der Temperatur des Bettes verbunden sind.
Ein Apparat gemäß der vorliegenden Erfindung zum Regulieren einer Temperatur einer Patientenauflagestruktur umfasst eine Vielzahl Luftblasen, die eine Vielzahl Regelungsbereiche definieren, wobei jede der Luftblasen einen Lufteinlasskanal, eine Vielzahl Temperaturfühler, wobei mindestens ein Temperaturfühler an jeden der Vielzahl Regelungsbereiche gekoppelt ist, um separat die Temperatur von Luft zu ermitteln, die die Vielzahl Regelungsbereiche durchströmt, und ein Ausgangssignal bereitzustellen, das diese anzeigt, Mittel, die an die Luftblasen gekoppelt sind, um den Lufteinlasskanälen Luft zuzuführen, einen Temperaturregler, der an die Luftblasen gekoppelt ist und ausgebildet ist, um die Temperatur von Luft, die durch die Luftzufuhrmittel bewegt wird, zu ändern, und ein Steuergerät, das an die Luftzufuhrmittel, den Temperaturregler und die Temperaturfühler zum separaten Regeln der Temperatur in jedem der Vielzahl Regelungsbereiche basierend auf den Ausgangssignalen von der Vielzahl Temperaturfühler gekoppelt ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Luftblase einen Luftauslasskanal aufweist, und dass das Luftzufuhrmittel ein Gebläse ist, das ausgebildet ist, um Luft vom Luftauslasskanal zum Lufteinlasskanal zu bewegen.
Der Apparat kann eine Vielzahl Temperaturregler einschließen, wobei jeder Temperaturregler an einen der Auflagebereiche gekoppelt ist. Das Steuergerät ist an die Vielzahl Temperaturregler gekoppelt, um die Temperatur in jeder der Vielzahl Auflagebereiche bei einer unabhängigen vorgewählten Temperatur beizubehalten.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine reflektierende Abdeckung über dem Körper positioniert. In einer veranschaulichenden Ausführungsform umfasst die Abdeckung ein wärmereflektierendes Material, das abnehmbar an die Auflagestruktur gekoppelt ist. In einer weiteren veranschaulichenden Ausführungsform umfasst die Abdeckung ein durchlässiges Material.
Gemäß einer weiteren veranschaulichenden Ausführungsform umfasst die Auflagestruktur eine Matratzenstruktur, die eine Vielzahl nebeneinander liegende Unterlagenabschnitte, eine Schicht von Material, die unter den Unterlagenabschnitten liegt, und eine Vielzahl nebeneinander liegende Luftblasen, die über den Unterlagenabschnitten liegen und durch sie getragen werden, einschließt. Eine Vielzahl Halteseile wird bereitgestellt, wobei jedes Halteseil eine entsprechende Luftblase von den Luftblasen mit der Schicht von Material verbindet und zwischen einem entsprechenden Paar von Unterlagenabschnitten verläuft.
In einer weiteren Ausführungsform reguliert der Apparat auch den Temperaturdruck der Patientenauflagestruktur. Er schließt ein Luftblasen-Aufblassystem ein, das eine Vielzahl Druckfühler einschließt, wobei jeder Druckfühler ausgebildet ist, um einen Druck in einem zugeordneten Bereich zu ermitteln. Das Steuergerät ist ein das Luftblasen-Aufblassystem gekoppelt, um den Druck von Luft in der Vielzahl Bereiche zu regulieren. In veranschaulichenden Ausführungsformen reguliert das Steuergerät den Druck von Luft in jedem der Vielzahl Bereiche separat von anderen Bereichen.
In einer veranschaulichenden Ausführungsform umfasst der Apparat ferner eine Decke, die über dem Patienten und der Auflagestruktur positioniert ist, um die vorgewählte Temperatur beizubehalten. In einer weiteren veranschaulichenden Ausführungsform stellen die Luftblasen eine untere Auflagefläche bereit und eine Antirutschmatte ist an die untere Auflagefläche gekoppelt.
Weitere Zwecke, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann bei Betrachtung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführung, die derzeit für die beste Ausführungsart der Erfindung gehalten wird, ersichtlich werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die detaillierte Beschreibung bezieht sich insbesondere auf die beigefügten Figuren; es zeigen:
1A eine Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie zusammen mit einem horizontalen Auflageelement zum Tragen und Regulieren der Temperatur eines menschlichen Körpers verwendet;
1B eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie zusammen mit einem horizontalen Auflageelement zum Tragen und Regulieren der Temperatur eines menschlichen Körpers verwendet;
2A eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Patientenauflagestruktur der vorliegenden Erfindung;
2B eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der Patientenauflagestruktur der vorliegenden Erfindung;
3 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Patientenauflagestruktur der vorliegenden Erfindung;
4 eine Diagrammansicht einer Ausführungsform des Temperaturregulierungsapparats der vorliegenden Erfindung;
4A eine Diagrammansicht einer alternativen Ausführungsform des Temperaturregulierungsapparats der vorliegenden Erfindung;
4B eine Diagrammansicht einer weiteren Ausführungsform des Temperaturregulierungsapparats der vorliegenden Erfindung;
5 eine Diagrammansicht ähnlich wie 4 einer anderen Ausführungsform des Temperaturregulierungsapparats der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem Druckregulierungssystem;
6 eine Draufsicht von unten einer Ausführungsform der Patientenauflagestruktur der vorliegenden Erfindung;
7 eine Endansicht einer Patientenauflagestruktur von 6;
8 eine Seitenansicht der Patientenauflagestruktur mit einer Teilschnittansicht von 6; und
9 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Temperaturregulierungsverfahrens der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Zunächst unter Bezugnahme auf 1A und 1B schließt der Apparat 10 zum Regulieren der Temperatur eines Patienten 12 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Matratze oder Patientenauflagestruktur 14 ein. In den veranschaulichten Ausführungsformen schließt die Auflagestruktur 14 eine Vielzahl Luftblasen 16 ein, die durch eine Unterlage 18 getragen werden, die eine Vielzahl separate Unterlagenabschnitte 20 aufweist. Zum Beispiel kann die Auflagestruktur 14 eine Luft-über-Schaummatzratze umfassen, die in der US-Patentschrift 6,212,718 von Stolpmann et al., die an den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, beschrieben wird. Man wird verstehen, dass die Auflagestruktur 14 in anderen Ausführungsformen die Unterlage 18 ausschließen kann. In anderen Ausführungsformen kann auch eine isolierende Schicht (nicht gezeigt) zwischen Luftblasen 16 und Unterlage 18 positioniert sein. Ferner können in noch weiteren Ausführungsformen die Unterlage 18 und/oder die Luftblasen 16 in einem Innenbereich umschlossen sein, der durch eine Abdeckung des Typs wie in der US-Patentschrift 6,212,718 von Stolpmann et al. offenbart, definiert wird.
Wie in 1A und 1B gezeigt, ist die Auflagestruktur 14 auf einem horizontalen Auflageelement 24, wie ein Tisch in einem Operationssaal oder eine Liege eines Betts, positioniert. Das horizontale Auflageelement 24 kann eine herkömmliche Gelenkliege (nicht gezeigt) umfassen, die gelenkig bewegbare Kopf-, Gesäß-, Schenkel- und Beinabschnitte aufweist. Wenn die Liege sich gelenkig bewegt, biegt sich die Patientenauflagestruktur 14 zusammen mit den entsprechenden Abschnitten der Liege.
Eine Abdeckung 26 wird veranschaulichend verwendet, um die Temperatur eines Patienten 12 auf einer erwünschten Höhe beizubehalten. Wie in 1A gezeigt, ist die Abdeckung 26 an die Auflagestruktur 14 gekoppelt, um einen umschlossenen Bereich bereitzustellen, die den Patienten 12 umgibt. Alternativ kann die Abdeckung 26 an das Auflageelement 24 gekoppelt werden, um einen umschlossenen Bereich zu bilden, der den Patienten 12 umgibt. Wie in 1A veranschaulicht, kann die Abdeckung 26 aufgrund von Luft, die aus den Blasen 16 unter der Abdeckung 26 ausströmt, aufgeblasen werden. In der Ausführungsform von 1B umfasst die Abdeckung 26 eine Hülle, die lose über dem Patienten 12 positioniert ist, ohne an die Auflagestruktur 14 oder die Auflagefläche 24 gekoppelt zu sein. In den veranschaulichten Ausführungsformen umfasst die Abdeckung 26 ein leichtes wärmereflektierendes Material, wie Mylar. Es liegt indes im Umfang der Erfindung, dass die Abdeckung 26 andere Typen von reflektierendem oder isolierendem Material umfasst. Alternativ kann die Abdeckung 26 aus einem atmungsaktiven oder durchlässigen Material gebildet werden, das das Entlüften erwärmter oder gekühlter Luft vom Patienten 12 weg ermöglicht.
Und nun unter Bezugnahme auf 2A und 2B schließt die Auflagestruktur 14 veranschaulichend eine Vielzahl Temperaturfühler 28 ein, die durch die Luftblasen 16 getragen werden. Die Fühler 28 können entweder auf einer Außenfläche 30 der Luftblasen 16 (2A) oder beziehungsweise in einem Innenbereich 32 der Luftblasen 16 (2B) angebracht sein. Vorzugsweise werden die Temperaturfühler 28 durch diejenigen Abschnitte der Luftblasen 16, die dem Patienten 12 benachbart sind, und insbesondere in der Nähe der Kopf- und/oder Fußabschnitte der Auflageelemente 24, getragen. Alternativ können die Temperaturfühler 28 in der Nähe eines Gebläses 34 (4) oder einer Fluidzufuhr 36 (5) positioniert sein, um die Temperatur von Luft, die in die Luftblasen 16 eintritt oder daraus austritt, zu messen. Die Temperaturfühler 28 sind veranschaulichend herkömmliche Temperaturmesser, die ausgebildet sind, um die Temperatur von Luft in ihrer jeweiligen Nähe zu messen und elektrischen Ausgang oder Temperatursignale 38 bereitzustellen, die einem Steuergerät 40 (4A und 4B) die gemessene Temperatur 40 anzeigen. Die Temperaturfühler 28 sind veranschaulichend durch herkömmliche Mittel, die Verdrahtung, Kabel oder drahtlose Übertragungsmittel einschließen, an das Steuergerät 40 gekoppelt.
Wie in den Ausführungsformen von 2A und 2B veranschaulicht, können die Luftblasen 16 vom Typ „ohne Luftverlust" sein, was bedeutet, dass Luft allgemein im Innenbereich 32 der Blasen 16 gehalten wird. Alternativ können die Luftblasen 16 vom Typ „mit geringem Luftverlust" sein, wie in 3 veranschaulicht, was bedeutet, dass jede Blase 16 eine Vielzahl Mikrolöcher oder Entlüftungsöffnungen 42 hat, die innerhalb einer Außenwand 44 gebildet ist, durch die das Durchströmen oder Ablassen der gewärmten oder gekühlten Luft vom Innenbereich 32 mit einer relativ geringen Rate ermöglicht wird. Luftblasen 16 mit geringem Luftverlust sorgen für das Ausströmen der erwärmten oder gekühlten Luft in den Bereich um den Körper 12 unter der Abdeckung 26. Die Luftblasen 16 bestehen veranschaulichend aus einem Nylontwill oder reibungsmindernden Schurmaterial oder einem gleichartigen Material, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, das es den Blasen 16 ermöglicht, sich mit einem Mindestbetrag an Reibung dazwischen zu komprimieren und zu dekomprimieren.
Ferner unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele von 2A, 2B und 3 sind die Luftblasen 16 über Halteseile 48, die zwischen benachbarten Paaren von unteren Auflageelementen oder Unterlagenabschnitten 20 verlaufen, an ein unteres Auflagematerial 46 gekoppelt. Die Halteseile 48 sind unter Verwendung irgendwelcher herkömmlicher Kopplungsmittel, die im Fach bekannt sind, wie HF-Schweißen, Kleber, Druckknöpfe, Knöpfe oder Nähen, an ein unteres Auflagematerial 46 gekoppelt. In veranschaulichten Ausführungsformen werden Halteseile 48 in quer verlaufende Luftblasen 16 integriert gebildet. Es liegt indes im Umfang der Erfindung, dass Halteseile 48 separate Teile sein können, die sowohl an Luftblasen 16 als auch an unterem Auflagematerial 46 befestigt werden. Das untere Auflagematerial 46 ist zwischen der Unterlage 18 und dem Auflageelement 24 positioniert. Jedes Halteseil 48 ist veranschaulichend aus einem reibungsmindernden Schurmaterial hergestellt, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, wie ein 30 Denier Nylon-Rip-Stop oder 1.5 mil Polyurethanmaterial. Das untere Auflagematerial 46 kann eine Vielzahl Antirutschmatten 47 einschließen, die an eine untere Fläche 49 davon gekoppelt sind, um die Bewegung der Patientenauflagestruktur 14 relativ zum Auflageelement 24 (6) zu verhindern.
In der Beschreibung der veranschaulichten Ausführungsform wird der Begriff „Luftblase" verwendet. Die Verwendung von irgendeinem von vielen unterschiedlichen Typen von Fluiden, wie Luft, Stickstoff oder Wasser zum Aufpumpen einer Struktur des Blasentyps ohne Luftverlust oder mit geringem Luftverlust wie jeweils anwendbar liegt indes im Umfang der vorliegenden Erfindung.
Hiernach werden die Unterlagenabschnitte 20 als Schaumblöcke 20 bezeichnet. Die Vielzahl Schaumblöcke 20 ist aus aufheiz- wie abkühlbeständigem (omalized) Schaum oder einem anderen Material gebildet, das in der Lage ist, Erwärmung und Kühlung standzuhalten. Die Festigkeits- und Auflageeigenschaften, die durch jeden Schaumblock 20 bereitgestellt werden, sind teilweise von der Eindrucklastverformung (Indentation Load Deflection – ILD) des Schaums abhängig, aus dem jeder Schaumblock 20 hergestellt ist. Die ILD ist ein gut bekannter und in der Industrie anerkannter Indikator, der die „Festigkeit" von Material, wie Urethanschaum oder andere Schaumgummimaterialien, angibt. Eine höhere ILD-Rate zeigt größere Steifheit des Materials an. Es liegt innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, dass jeder Schaumblock 20 im Wesentlichen die gleichen ILD-Raten aufweist, oder mindestens ein Schaumblock 20 bereitgestellt wird, der eine ILD hat, die sich von der ILD von mindestens einem anderen Schaumblock 20 unterscheidet.
Unter Bezugnahme auf 4 stellen die Schaumblöcke 20 und die zugehörigen Blasen 16 die Patientenauflagestruktur 14 mit Kopf-, Gesäß-, Schenkel- und Fußbereichen 50, 52, 54, 56 bereit, die durch entsprechende darunter liegende Kopf-, Gesäß-, Schenkel- und Fußabschnitte der Gelenkliege oder des Auflageelements 24 getragen werden. Die Schaumblöcke 20, die im Gesäßbereich 52 positioniert sind, haben vorzugsweise eine höhere ILD-Rate als die Schaumblöcke 20, die im Kopfbereich 50 positioniert sind, Schaumblöcke 20, die im Schenkelbereich 54 positioniert sind, haben vorzugsweise die gleiche ILD-Rate wie Schaumblöcke 20, die im Kopfbereich 50 positioniert sind, und Schaumblöcke, die im Fußbereich 56 positioniert sind, haben vorzugsweise eine niedrigere ILD als irgendeiner der Schaumblöcke 20, die im Kopfbereich 50, Gesäßbereich 52 oder Schenkelbereich 54 positioniert sind.
Wieder unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 3 schließt die Unterlage 18 eine Vielzahl Hülsen 60 mit viereckiger Form ein, von denen jede einen Innenbereich 62 einschließt und von denen jede durch zum Beispiel HF-Schweißen am unteren Auflagematerial 46 verankert ist. Jede Hülse 60 empfängt eng anliegend mindestens einen der Schaumblöcke 20. Der Eingriff zwischen den Hülsen 60 und den Schaumblöcken 20 bewirkt, dass die Schaumblöcke 20 Verschiebung in Querrichtung innerhalb der Hülsen 60 widerstehen. Zusätzlich verhindert das Befestigen der Hülsen 60 am unteren Auflagematerial 46 das Verschieben von Schaumblöcken 20 in Längsrichtung. So halten die Hülsen 60 die Schaumblöcke 20 an ihren jeweiligen Positionen relativ zum unteren Auflagematerial 46. Zudem ermöglicht das Befestigen der Schaumblöcke 20 und Luftblasen 60 an der Auflagematerialschicht 46 das Bewegen der Patientenauflagestruktur 14 als eine einzige Einheit, wobei Schaumblöcke 20 und Luftblasen 16 in den richtigen Positionen in Bezug aufeinander und in Bezug auf die Auflagematerialschicht 46 bleiben.
In den veranschaulichten Ausführungsformen von 4 und 5 schließt der Apparat 10 ein Paar von Kopfabschnittsverteilern oder Lufträumen 64a, 64b, ein Paar von Gesäßabschnittsverteilern oder Lufträumen 66a, 66b, ein Paar von Schenkelabschnittsverteilern oder Lufträumen 68a, 68b und ein Paar von Fußabschnittsverteilern oder Lufträumen 70a, 70b ein. Die Verteiler 64, 66, 68 und 70 verlaufen längs zur Patientenauflagestruktur 14. Die Luftblasen 16 verlaufen quer zwischen entsprechenden Paaren von Verteilern 64a, 64b, 66a, 66b, 68a, 68b und 70a, 70b und stehen in Fließverbindung damit. Die Verteiler 64, 66, 68 und 70 sind allgemein aus dem gleichen Material mit niedriger Reibung wie die Luftblasen 16 hergestellt. Ein Fließkanal 71 (8) ist in jeder der Luftblasen 16 gebildet, um Fließverbindung zwischen dem Innenbereich von jeder Blase 16 und einem entsprechenden Verteiler 64, 66, 68, 70 bereitzustellen.
Die Verteiler 64, 66, 68 und 70 und die quer verlaufenden Luftblasen 16, die damit verbunden sind, haben eine Größe, um durch die entsprechenden Abschnitte der Gelenkliege getragen zu werden, mit der die Patientenauflagestruktur 14 verwendet wird. So werden die Verteiler des Kopfabschnitts 64 und die dazugehörigen quer verlaufenden Luftblasen 16 innerhalb des Kopfbereichs 50 der Patientenauflagestruktur 14 getragen. Auf die gleiche Weise werden die Gesäß-, Schenkel- und Fußabschnittsverteiler 66, 68 und 70 und die dazugehörigen quer verlaufenden Luftblasen 16 innerhalb der Gesäß-, Schenkel- und Fußbereiche 52, 54 und 56 der Patientenauflagestruktur 14 getragen.
In der veranschaulichten Ausführungsform von 4 schließt jeder der Auflagebereiche 50, 52, 54 und 56 vier Luftblasen 16 ein, von denen jede eine Vielzahl Löcher mit geringem Luftverlust 42 einschließt. Die Verteiler 64, 66, 68 und 70 sind jeweils an einen Temperaturregler 72 und ein Gebläse 34 gekoppelt. Als solche sind die Luftblasen 16 in jedem Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 in Fließverbindung mit einem entsprechenden Temperaturregler 72 und Gebläse 34, wodurch ein unabhängiges geschlossenes Temperaturregelungssystem für jeden Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 definiert wird. Die Temperatur von Luft in den Luftblasen 16 von jedem Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 können daher unabhängig reguliert werden. Der Temperaturregler 72 und das Gebläse 34 werden für jeden Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 durch das Steuergerät 40, das damit durch herkömmliche Verbindungsmittel wie elektrische Verdrahtung oder Kabel 76 in Verbindung ist, separat gesteuert.
Unter Bezugnahme auf 4, 4A und 4B ist das Steuergerät 40 ausgebildet, um Temperatursignale 38 zu empfangen, die die von den Fühlern 28 gemessene Temperatur der Luft innerhalb der Blasen 16 anzeigt. Das Steuergerät 40 vergleicht die empfangenen Temperatursignale 38 mit einem vorgewählten Temperaturwert für jeden Auflagebereich. Der vorgewählte Temperaturwert für jeden Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 kann durch ein herkömmliches Eingabegerät, wie eine Tastatur (nicht gezeigt), eingegeben und in einem internen Speicher 73 des Steuergeräts 40 gespeichert werden. Das Steuergerät 40 kann einen herkömmlichen programmierbaren Mikroprozessor umfassen, um den Temperaturregler 72 und das Gebläse 34 über herkömmliche Verbindungsmittel, wie elektrische Verdrahtung oder Kabel, basierend auf dem Vergleich von Temperatursignalen 38, die von den Fühlern 28 empfangen werden, mit der vorbestimmten erwünschten Temperatur für jeden Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 zu steuern.
In Reaktion auf den Vergleich übermittelt das Steuergerät 40 ein Steuersignal 74 an jeden Temperaturregler 72, das ihn anweist, die Luft in seinem entsprechenden Auflagebereich 50, 52, 54, 56 zu erwärmen oder zu kühlen. Insbesondere bestimmt das Steuergerät 40 für einen bestimmten Zeitpunkt für jeden Auflagebereich 50, 52, 54, 56 eine Differenz zwischen der gemessenen Temperatur, die durch das Temperatursignal 38 angegeben wird, und der erwünschten vorgewählten Temperatur, die im Speicher 73 gespeichert ist. Sollte die Differenz größer als ein vorbestimmter Wert sein, dann weist das Steuergerät 40 den Temperaturregler 72 an, die Luft, die den Blasen 16 innerhalb des entsprechenden Auflagebereichs 50, 52, 54, 56 zugeführt wird, zu kühlen. Auf die gleiche Weise weist das Steuergerät 40, wenn die Differenz weniger als ein bestimmter Wert beträgt, den Temperaturregler 72 an, die Luft, die den Blasen innerhalb des entsprechenden Auflagebereichs 50, 52, 54, 56 zugeführt wird, zu erwärmen.
4 veranschaulicht ein geschlossenes System, in dem jeder Temperaturregler 72 und Lüfter 34 zwischen entsprechenden Verteilern 64a und 64b, 66a und 66b, 68a und 68b und 70a und 70b in jedem Auflagebereich 50, 52, 54 beziehungsweise 56 positioniert ist. Insbesondere steht jeder Verteiler am ersten Ende 64a, 66a, 68a und 70a über ein luftdichtes biegsames Rohr 78 in Fließverbindung mit einem entsprechenden Lüfter 34. Desgleichen ist jeder Verteiler am zweiten Ende 64b, 66b, 68b und 70b unter Verwendung eines luftdichten biegsamen Rohrs 80 in Fließverbindung mit einem entsprechenden Temperaturregler 72 verbunden. Der Lüfter 34 und der Temperaturregler 72 können auch unter Verwendung des luftdichten biegsamen Rohrs 82 in Fließverbindung aneinander gekoppelt sein, wie in 4A veranschaulicht.
Das Gebläse 34 kann ein herkömmliches Luftgebläse, wie ein Ventilator, Lüfter, Kompressor oder eine andere gleichartige Vorrichtung zum Bewirken der Bewegung von Fluiden umfassen. Das Gebläse 34 kann ferner ein herkömmliches Luftsystem einer Einrichtung des Typs umfassen, der Luft für Patientenzimmer in einem Krankenhaus bereitstellt. Der Temperaturregler 72 kann einen herkömmlichen Wärmetauscher, eine thermoelektrische Kühlungsvorrichtung, Wärmepumpe, ein Heiz- oder Kühlelement oder eine andere gleichartige Vorrichtung umfassen.
In den in 4 und 4A gezeigten Ausführungsformen zieht jedes Gebläse 34 durch das biegsame Rohr 78 Luft aus dem entsprechenden Auflagebereich 50, 52, 54, 56 und bewegt die Luft durch oder über den Temperaturregler 72, der die Luft in Reaktion auf die vom Temperaturregler 72 vom Steuergerät 40 empfangenen Steuersignale 74 erwärmt oder kühlt. Die erwärmte oder gekühlte Luft wird dann durch die biegsamen Rohre 80 und zurück in die entsprechenden Auflagebereiche 50, 52, 54, 56 gedrückt. Eine gleichartige Baugruppe einer geschlossenen Schleife ist an jeden Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 der Auflagestruktur 14 gekoppelt.
Wie in 4A und 4B gezeigt, stellt jeder Temperaturfühler 28 über herkömmliche Verdrahtung oder Kabel analoge Temperaturausgangssignale 38 an einen Analog-Digital-Wandler 84 bereit, der, erneut über herkömmliche Verdrahtung oder Kabel, digitale Temperatursignale 86 in digitaler Form an das Steuergerät 40 übermittelt. Obgleich in den Zeichnungen nur ein Fühler 28 veranschaulicht ist, liegt es im Umfang der vorliegenden Erfindung, dass die Auflagestrukturen 14 eine Anzahl von mit jeder Blase 16 verbundenen Fühlern 28 umfassen, die ausreicht, um ein genaues Auslesen der Temperatur zu gewährleisten. Zu veranschaulichenden Zwecken wird das System der geschlossenen Schleife, das mit dem Kopfbereich 50 verbunden ist, nur in 4A und 4B gezeigt. Man wird verstehen, dass der Gesäßbereich 52, der Schenkelbereich 54 und der Fußbereich 56 im Wesentlichen identische Strukturen einschließen. Während ins Auge gefasst wird, dass für die meisten Anwendungen nur ein Temperaturfühler 28 erforderlich sein wird, können zwei in Abständen angeordnete Temperaturfühler 28 verwendet werden, um die Wärmeübertragung zu berechnen. Zudem kann ein erster Temperaturfühler 28 in der Nähe von jedem entsprechenden Einlassverteiler 64a, 66a, 68a und 70a positioniert werden, und ein zweiter Temperaturfühler 28 kann in der Nähe von jedem entsprechenden Auslassverteiler 64b, 66b, 68b und 70b positioniert werden. Die Differenz zwischen den Temperaturen (ΔT), die durch die ersten und zweiten Temperaturfühler 28 gemessen wird, bestimmt, zusammen mit dem Massenstrom und der spezifischen Wärme des Fluids innerhalb der entsprechenden Blase 16, den Betrag von Wärmeübertragung. Als solcher kann der Betrag von Wärme, der dem Patienten zugeführt oder ihm entzogen wird, berechnet werden.
4A zeigt eine Auflagestruktur 14 im Detail, die Luftblasen 16 „ohne Luftverlust" aufweist. Obgleich die Auflagestruktur 14 als vier Luftblasen 16 in jedem Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 einschließend gezeigt ist, beschränkt dies in keiner Weise den Umfang der Erfindung, da jeder Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 irgendeine Anzahl von Luftblasen 16 einschließen kann.
4B zeigt eine andere Ausführungsform einer nicht erfindungsgemäßen Auflagestruktur 14 mit Luftblasen 16 mit „geringem Luftverlust" in den Auflagebereichen 50, 52, 54 und 56. Das Steuergerät 40 übermittelt ein Steuersignal 74 an den Temperaturregler 72 und der Temperaturregler 72 stellt über biegsame Rohre 80 Wärmung oder Kühlung für die Luftblasen 16 innerhalb des Kopfbereichs 50 bereit. In 4B strömt Luft bei einer geringen Rate aus den Löchern 42 aus, um um den Körper des Patienten 12 zu zirkulieren. Die Fühler 28 und der Analog-Digital-Wandler 84 arbeiten in einer wie oben beschriebenen Weise.
5 zeigt eine Ausführungsform des temperaturregulierenden Apparats 10 der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem Luftdruck-Regulierungssystem 100. Das Steuergerät 40 schließt Software zum Steuern von sowohl der Temperatur als auch des Drucks von Luft innerhalb der Luftblasen 16 von jedem Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 über die biegsamen Rohre ein. Die Fluidzufuhr 36 ist, veranschaulichend, ein Kompressor, wenn Luftblasen 16 ohne Luftverlust verwendet werden, oder ein Lüfter, wenn Luftblasen 16 mit geringem Luftverlust verwendet werden. Ein druckregulierendes Ventil 102 ist zwischen jedem Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 und der Fluidzufuhr 36 gekoppelt. Jedes druckregulierende Ventil 102 ist derart an das Steuergerät 40 gekoppelt, dass der Luftdruck in jedem Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 unabhängig eingestellt werden kann. Während es zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehört, den temperaturregulierenden Apparat 10 mit irgendeinem zweckmäßigen druckregulierenden System 100 für Luftmatratzen zu kombinieren, wird in der veranschaulichten Ausführungsform ein druckregulierendes System, wie dasjenige, das in der US-Patentschrift 6,212,718 von Stolpmann et al. offenbart wird, verwendet.
6 ist eine Ansicht der Auflagestruktur 14 von unten, die Kopf-, Gesäß-, Schenkel- und Fußbereiche 50, 52, 54 und 56 veranschaulicht, die alle durch Befestigungselemente 104 aneinander gekoppelt sind. In der veranschaulichten Ausführungsform werden drei solche Befestigungselemente 104 verwendet, um jeden Auflagebereich 50, 52, 54, 56 an benachbarte Auflagebereiche 50, 52, 54, 56 zu koppeln. Es kann indes irgendeine Anzahl von Befestigungselementen 104 verwendet werden, die ausreicht, um zu verhindern, dass die Auflagebereiche 50, 52, 54, 56 sich während der Verwendung voneinander abkoppeln. Die Befestigungselemente 104 sind veranschaulichend Textilmaterial, das Klettverschlüsse (Velcro) einschließt, könnten aber auch Druckknöpfe und Knöpfe einschließen oder könnten direkt an die untere Fläche der Auflagebereiche 50, 52, 54, 56 genäht sein, wie vorhergehend detailliert. Die Unterlagenabschnitte 20 verlaufen quer zwischen entsprechenden Verteilern 64a, 64b, 66a, 66b, 68a, 68b und 70a und 70b. Die Verbindungsstücke 106 werden verwendet, um die Verteiler 64, 66, 68 und 70 an die biegsamen Rohre 78 und 80 zu koppeln, um es Luft zu ermöglichen, durch die Auflagebereiche 50, 52, 54 und 56 zu zirkulieren. Jeder Verteiler 64, 66, 68 und 70 schließt veranschaulichend zwei Verbindungsstücke 106 ein, um Biegsamkeit beim Verbinden von Rohren damit bereitzustellen.
7 ist eine Endansicht der Patientenauflagestruktur 14, die den Fußbereich 56 veranschaulicht, der die Unterlage 18 mit den Befestigungselementen 104, die an die untere Fläche davon gekoppelt sind, einschließt. Die Blasen 16 sind über der Unterlage positioniert und haben im Wesentlichen die gleiche Breite wie die Unterlage 18. Die Verteiler 70a und 70b sind auf entgegengesetzten Enden der Auflagestruktur 14 positioniert und durch eine Distanz getrennt, die im Wesentlichen gleich der Breite der Blasen 16 ist.
8 ist eine Seitenansicht mit einer Teilschnittansicht der in 6 veranschaulichten Patientenauflagestruktur 14, die Kopf-, Gesäß-, Schenkel- und Fußauflagebereiche 50, 52, 54 und 56 einschließt. Jeder Auflagebereich 50, 52, 54 und 56 schließt die Unterlage 18 ein, die eine Vielzahl Unterlagenabschnitte 20 und eine Vielzahl Luftblasen 16 umfasst, die über der Unterlage 18 positioniert sind, und die Verbindungsstücke aufweisen, die die Luftblasen 16 an die Verteiler 64, 66, 68 und 70 (6) koppeln. Die Abdeckung 108 umschließt veranschaulichend die Luftblasen 140 für jeden Auflagebereich aber umschließt alternativ auch die Unterlage 160. Befestigungselemente 104 sind mit Seiten von Unterlagenabschnitten 20 verbunden.
9 veranschaulicht das Verfahren, das durch das Steuergerät 40 ausgeführt wird, um die Temperatur der Auflagestruktur 14 zu regulieren. Bei Block 200 wird der Auflagebereich 50, 52, 54, 56, der zu regulieren ist, ausgewählt, oder vom gemessenen Temperatursignal 38, das durch das Steuergerät 40 von den Temperaturfühlern 28 empfangen wird, ermittelt. Bei Block 210 wird Logik im Steuergerät 40 verwendet, um die vorgewählte erwünschte Temperatur für den ausgewählten Auflagebereich 50, 52, 54, 56 zu bestimmen. Wie vorhergehend detailliert, werden die vorgewählten Temperaturdaten (die einen Bereich oder eine minimal oder maximal erlaubte Temperatur einschließen können) elektronisch gespeichert, wie in einer Computerdatenbank oder einem digitalen Dateienspeicher 73, auf die/den durch das Steuergerät 40 über ein Datenbankzugriff-Softwaredienstprogramm, wie Structured Query Language (SQL), zugegriffen werden kann.
Bei Block 220 wird die ausgelesene Temperatur für den ausgewählten Auflagebereich 50, 52, 54, 56 gemessen. Falls erforderlich, wird der Temperaturwert in die Maßeinheit, die für das Steuergerät 40 erforderlich ist, wie von Celsius in Fahrenheit, umgewandelt. Falls erforderlich, wird der ausgelesenen Temperatur auch ein Fehlertoleranzbereich hinzugefügt, derart, dass die Temperaturinformationen den Grad von Empfindlichkeit der Temperaturfühler 28 widerspiegeln.
Bei Block 230 wird die gemessene Temperatur für den ausgewählten Bereich 50, 52, 54, 56 unter Verwendung von Programmierlogik, die durch das Steuergerät 40 ausgeführt wird, mit der vorgewählten erwünschten Temperatur für diesen Bereich verglichen.
Bei Block 240 wird durch das Steuergerät 40 Logik verwendet, um zu bestimmen, ob die Temperatur des ausgewählten Auflagebereichs 50, 52, 54, 56 angepasst werden muss, indem bestimmt wird, ob die Differenz zwischen der vorgewählten Temperatur und der gemessenen Temperatur (gegebenenfalls) den akzeptablen Bereich von Toleranzhöhen überschreitet.
Wenn die Temperatur des ausgewählten Auflagebereichs 50, 52, 54, 56 angepasst werden muss, verwendet das Steuergerät 40 Logik zum Bestimmen des Betrags der erforderlichen Anpassung und die zweckmäßigen Befehle, die an den Temperaturregler 72 zu übermitteln sind, in Block 250. Wenn die gemessene Temperatur höher ist als die vorgewählte Temperatur, sendet das Steuergerät 40 ein Signal zum Temperaturregler 72, um die Temperatur in den Auflagebereichen 50, 52, 54, 56 zu verringern. Wenn die gemessene Temperatur niedriger ist als die vorgewählte Temperatur, sendet das Steuergerät 40 ein Signal zum Temperaturregler 72, um die Temperatur in den Auflagebereichen 50, 52, 54, 56 zu erhöhen. Wie vorhergehend beschrieben, wird die Temperatur in den Auflagebereichen 50, 52, 54, 56 durch den Temperaturregler 72 verringert, der die den entsprechenden Luftblasen 16 zugeführte Luft erwärmt oder kühlt.
Wenn sich die gemessene Temperatur innerhalb des akzeptablen Bereichs der vorgewählten Temperatur befindet, werden keine Befehle zum Anpassen der Temperatur durch das Steuergerät 40 an den Temperaturregler 72 übermittelt. Der Temperaturregler 72 empfängt Befehle vom Steuergerät 40 in der Form von elektronischen Steuersignalen 74 und passt die Temperatur im ausgewählten Auflagebereich 50, 52, 54, 56 dementsprechend an. Nachdem die Temperaturanpassung für einen Auflagebereich 50, 52, 54, 56 vollendet wurde, oder, wenn keine Anpassungen erforderlich sind, wird das Verfahren, das durch 9 veranschaulicht wird, für jeden Auflagebereich 50, 52, 54, 56 wiederholt. Alternativ kann das Verfahren, das durch 9 veranschaulicht wird, für jeden Auflagebereich 50, 52, 54, 56 gleichzeitig erfolgen.
Abbildungen
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 9

Claims

Apparat zum Regulieren einer Temperatur einer Patientenauflagestruktur (14), die eine Vielzahl Luftblasen (16) umfasst, die eine Vielzahl Regelungsbereiche (50, 52, 54, 56) definieren, wobei jede der Luftblasen (16) einen Lufteinlasskanal (71), eine Vielzahl Temperaturfühler (28), wobei mindestens ein Temperaturfühler an jeden der Vielzahl Regelungsbereiche (50, 52, 54, 56) gekoppelt ist, um separat die Temperatur von Luft zu ermitteln, die die Vielzahl Regelungsbereiche durchströmt, und ein Ausgangssignal bereitzustellen, das diese anzeigt, Mittel (34), die an die Luftblasen (16) gekoppelt sind, um den Lufteinlasskanälen (71) Luft zuzuführen, einen Temperaturregler (72), der an die Luftblasen (16) gekoppelt und ausgebildet ist, um die Temperatur von Luft, die durch die Luftzufuhrmittel (34) bewegt wird, zu ändern, und ein Steuergerät (40), das an die Luftzufuhrmittel (34), den Temperaturregler (72) und die Temperaturfühler (28) zum separaten Regeln der Temperatur in jedem der Vielzahl Regelungsbereiche (50, 52, 54, 56) basierend auf den Ausgangssignalen von der Vielzahl Temperaturfühler gekoppelt ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Luftblase (16) einen Luftauslasskanal (71) hat, und dass das Luftzufuhrmittel ein Gebläse (34) ist, das ausgebildet ist, um Luft vom Luftauslasskanal (71) zum Lufteinlasskanal (71) zu bewegen.
Apparat nach Anspruch 1, wobei der Temperaturregler (72) zwischen den Luftauslasskanälen (71) und den Lufteinlasskanälen (71) der Luftblasen (16) gekoppelt ist, derart, dass der Temperaturregler die Temperatur von Luft, die den Luftblasen vom Gebläse (34) zugeführt wird, regelt.
Apparat nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Temperaturregler (72) ein Wärmetauscher ist.
Apparat nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Temperaturregler (72) ein Heizelement ist.
Apparat nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Temperaturregler (72) ein Kühlelement ist.
Apparat nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Luftgebläse (34) ein Kompressor ist.
Apparat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Luftgebläse (34) ein Lüfter ist.
Apparat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Luftgebläse (34) ein Luftsystem einer Einrichtung ist.
Apparat nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Luftblasen (16) eine Außenfläche (30) aufweisen und die Fühler (28) an die Außenfläche der Luftblasen gekoppelt sind.
Apparat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Luftblasen (16) einen Innenbereich (32) aufweisen und die Fühler (28) im Innenbereich der Luftblasen angebracht sind.
Apparat nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Luftblasen (16) ein Material mit geringem Luftverlust einschließen.
Apparat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Blasen (16) Blasen mit geringem Luftverlust sind, die eine obere Auflagefläche aufweisen, die gebildet ist, um eine Vielzahl Löcher (42) einzuschließen.
Apparat nach Anspruch 13, der ferner eine Decke (26) umfasst, die über dem Patienten und der Auflagestruktur positioniert ist, um die vorgewählte Temperatur beizubehalten.
Apparat nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die Luftblasen (16) zusammen eine untere Auflagefläche definieren und der Apparat ferner mindestens eine Antirutschmatte (47) umfasst, die an die untere Auflagefläche gekoppelt ist.
Apparat nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, der ferner einen ersten Verteiler (64a, 66a, 68a, 70a), der längs entlang einer ersten Seite von mindestens zwei benachbarten Luftblasen positioniert ist, und einen zweiten Verteiler (64b, 66b, 68b, 70b), der längs entlang einer zweiten Seite von den mindestens zwei benachbarten Luftblasen positioniert ist, umfasst, wobei die ersten und zweiten Verteiler an die Luftblasen gekoppelt sind.
Apparat nach Anspruch 15, wobei der erste Verteiler und der zweite Verteiler (64, 66, 68, 70) quer zu den Luftblasen positioniert sind.
Apparat nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, der ferner eine Unterlage (18) umfasst, die unter den Luftblasen positioniert ist.
Apparat nach Anspruch 17, wobei die Unterlage eine Vielzahl Unterlagenabschnitte (20) umfasst.
Apparat nach Anspruch 18, wobei jeder der Vielzahl Unterlagenabschnitte (20) eine unterschiedliche Eindrucklast-Verformungsrate hat.
Apparat nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei die Vielzahl Unterlagenabschnitte (20) Polyurethanschaum umfassen.
Apparat nach Anspruch 20, wobei der Polyurethanschaum hitze- wie kältebeständig (omalized) ist.
Apparat nach Anspruch 17, wobei die Unterlage (18) einen Gesäßbereich und einen Kopfbereich einschließt, wobei der Gesäßbereich eine höhere Eindrucklast-Verformungsrate hat als der Kopfbereich.
Apparat nach Anspruch 22, wobei die Unterlage ferner einen Fußbereich einschließt, der eine niedrigere Eindrucklast-Verformungsrate aufweist als der Gesäßbereich.
Apparat nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, wobei die Unterlage ferner einen Kniebereich einschließt, wobei der Kniebereich die gleichen Eindrucklast-Verformungsraten aufweist wie der Kopfbereich.
Apparat nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, der ferner eine wärmereflektierende Abdeckung (26) umfasst, die über der Patientenauflagestruktur positioniert ist.
Apparat nach Anspruch 25, wobei die Abdeckung (26) luftdurchlässiges Material umfasst.
Apparat nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Steuergerät (40) auch den Druck von Luft in jedem der Regelungsbereiche (50, 52, 54, 56) separat reguliert.