DE69907416T2

DE69907416T2 - Verfahren und vorrichtung zur unterstützung eines patientenkörpers, mit integriertem dynamischem und automatischem balanciersystem

Info

Publication number: DE69907416T2
Application number: DE69907416T
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Viard; Gilles Camus
Original assignee: Hill Rom Industries SAS
Current assignee: Hill Rom Industries SAS
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2019-02-10
Also published as: JP2002501799A; AU2285199A; EP1056372B1; FR2774573A1; FR2774573B1; DE69907416D1; US6094762A; BR9907786A; WO1999039613A1; ATE238724T1; EP1056372A1; CA2319594A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auflage eines abzustützenden Elements, insbesondere des Körpers eines Patienten, mit einem integrierten System zum dynamischen und automatischen Druckausgleich.
Es ist bekannt, dass in der medizinischen Praxis Drücke an Übergangsstellen das eigentliche Hauptkriterium für die Entstehung von Komplikationen aufgrund längerer Unbeweglichkeit, insbesondere von Schorf, bei Risikopersonen darstellen.
Ganz allgemein sind Drücke an Übergangsstellen auch ausschlaggebend für das jeweilige Komfortempfinden.
Im Stand der Technik wurden bereits Auflagevorrichtungen mit einer eigentlichen Einrichtung zur Auflage eines abzustützenden Elements, insbesondere des Körpers eines Patienten, vorgeschlagen, welche Auflageeinrichtung im Allgemeinen primär unter der Bezeichnung Matratze bekannt ist. Andere Auflageeinrichtungen sind natürlich Fauteuils, Kissen oder Rückenteile von Sitzen.
Derartige Auflagevorrichtungen sind beispielsweise im Dokument EP-A-0 218 301 = US-A-4 873 737 oder auch im älteren Dokument EP-A-O 676 158 der Anmelderin beschrieben. In diesem älteren Dokument weist die eigentliche Auflageeinrichtung mindestens eine nachgiebige geschlossene Kammer oder Kammer mit kontrolliertem Ablass auf, die unter einem Druck aufblasbar ist, der vom maximal zulässigen Einsinken in der Auflage für das abzustützende Element abhängt. Aus diesem Grund sind Füll- und Ablassmittel zum Füllen oder Aufblasen der Kammer bis zu einem Einsinken unterhalb der maximal zulässigen Einsinktiefe vorgesehen.
Im Rahmen des Dokuments EP-A-0 218 301 wird vorgeschlagen, den Druck zu verändern, wenn die maximale Einsinktiefe erreicht ist, so dass das Einsinken mit dem Gewicht der Patienten variiert.
Im Rahmen des jüngeren Dokuments der Anmelderin, EP-0 676 158 , wird vorgeschlagen, die Einsinktiefe eines Patienten in der Auflageeinrichtung, wie einer Matratze, unabhängig vom Gewicht des Patienten im Wesentlichen konstant zu halten, um das abzustützende Element, wie den Körper eines Patienten, zwecks besserer Verteilung des Gewichts auf der Oberfläche der Auflage tief in die Auflageeinrichtung eindringen zu lassen, u. zw. dank einer Lösung, bei der ein an der Auflageeinrichtung, wie einer Matratze, angeordneter Aufnehmer verwendet wird, dessen Prinzip auf der Veränderung des Selbstinduktionskoeffizienten einer Spule, einem ureigenen Element eines Oszillators, basiert.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Lösung des neuen technischen Problems, das in der Schaffung einer Lösung liegt, mit der die Durchführung einer dynamischen und automatischen oder im Wesentlichen automatischen Regulierung des Aufblasdrucks mindestens einer Kammer möglich ist, die in der Auflageeinrichtung vorgesehen ist oder diese bildet, ohne dass eine elektrische, kapazitive oder induktive Detektionseinrichtung erforderlich ist. Die Erfindung zielt somit auf eine Lösung ab, die sich von den früher empfohlenen Lösungen vollkommen unterscheidet, wobei damit ein neuer, besonders vorteilhafter Weg eröffnet wird.
Die vorliegende Erfindung hat auch noch die Lösung des neuen technischen Problems zum Ziel, das in der Schaffung einer Lösung liegt, mit der die Durchführung einer dynamischen und automatischen oder im Wesentlichen automatischen Regulierung des Aufblasdrucks mindestens einer Kammer möglich ist, die in der Auflageeinrichtung vorgesehen ist oder diese bildet, u. zw. in Abhängigkeit vom Gewicht der morphologischen Merkmale des abzustützenden Körpers durch einen Vergleich des in der Kammer bestehenden Drucks mit jenem, der durch einen entsprechenden Aufnehmer nachgeführt wird, welcher derart mit der Kammer zusammenwirkt, dass er ein kohärentes Bild der dort wirkenden Kräfte und ihrer Veränderung mit dem Ziel liefert, den abzustützenden Körper in eine – vom Gesichtspunkt der zu einem gegebenen Zeitpunkt an den Übergangsstellen auf den Körper wirkenden Kräfte aus betrachtet – optimale Gleichgewichtsposition zu bringen.
Andererseits hat die vorliegende Erfindung auch zum vorrangigen Ziel, das zuvor genannte neue technische Problem durch den Einsatz einer einfachen und wirtschaftlich günstigen Lösung zu überwinden, wodurch sowohl Herstellungs- als auch Betriebskosten verringert werden können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt auch noch die Lösung der oben aufgezeigten neuen technischen Probleme auf eine Weise, dass eine leistungsstarke Lösung geschaffen wird, deren technische und physikalische Merkmale, wie insbesondere die Dicke, derart sind, dass sie in jeder Auflageeinrichtung, insbesondere in Matratzen, einschließlich Übermatratzen, aber auch Kissen und Fauteuils, bzw. auf anderen Anwendungsgebieten, beispielsweise beim Heben und Messen, verwendet werden können.
Die vorliegende Erfindung hat auch noch die Lösung des neuen technischen Problems zum vorrangigen Ziel, das in der Schaffung einer Lösung liegt, mit der es vorteilhaft möglich ist, ein leistungsstarkes Druckreguliersystem in beschränkte Dickenabmessungen auf zuverlässige, sichere, leicht durchzuführende, wirtschaftliche und großtechnisch sowie medizinisch anwendbare Weise zu integrieren.
Daher schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zum dynamischen und im Wesentlichen automatischen oder automatischen Regulieren des Aufblasdrucks mindestens einer ersten nachgiebigen, aufblasbaren Kammer, die in einer Auflageeinrichtung, insbesondere Matratze, Übermatratze, Fauteuil, Kissen oder Sitzunterlage, vorgesehen ist oder diese bildet, umfassend einen Schritt des Erfassens des Aufblasdrucks der Kammer zu einem gegebenen Zeitpunkt, genannt P₁(t), und einen Schritt des Korrigierens dieses Drucks P₁(t) in Abhängigkeit von vorbestimmten Auflagemerkmalen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein physikalischer Druckaufnehmer mit mindestens einer zweiten aufblasbaren Kammer vorgesehen wird, die auf einen vorbestimmten Anfangsdruck P₂ aufgeblasen wird, dass der Aufnehmer in Bezug auf die Auflageeinrichtung derart angeordnet wird, dass eine Veränderung des Drucks in der ersten Kammer der Auflageeinrichtung den Druck der zweiten Kammer des Aufnehmers beeinflusst; dass der momentane Druckwert zu einem gegebenen Zeitpunkt, genannt P₂(t), in der zweiten Kammer des Aufnehmers detektiert wird, dass der in der ersten Kammer gemessene Druck P₁(t) mit dem in der zweiten Kammer gemessenen Druck P₁(t) verglichen wird und dass gegebenenfalls eine Korrektur des Drucks in der ersten Kammer vorgenommen wird, wenn die gemessene Druckabweichung größer als ein vorbestimmter Solldruckwert oder ein vorbestimmter Solldruckwertbereich ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Aufnehmer mindestens eine zweite Kammer mit einem im Wesentlichen konstanten Volumen auf.
Gemäß noch einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der anfängliche Aufblasdruck der zweiten Kammer des Aufnehmers auf einen vorbestimmten Wert fix eingestellt und dieser Druck anschließend abhängig von der Beeinflussung durch Veränderungen des Drucks in der ersten Kammer der Auflageeinrichtung frei variieren gelassen. Vorzugsweise ist der Anfangsdruck der zweiten Kammer des Aufnehmers gleich oder im Wesentlichen gleich dem Umgebungsdruck.
Gemäß noch einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der die zweite Kammer aufweisende Aufnehmer unterhalb der zumindest die erste Kammer aufweisenden Auflageeinrichtung angeordnet.
Gemäß noch einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Druck P₁(t) in der ersten Kammer korrigiert, wenn dieser Druck P₁(t) von einem vorbestimmten Wert oder Wertbereich des Drucks P₂(t) der zweiten Kammer, der als Solldruck dient, abweicht.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Auflagevorrichtung mit dynamischer und im Wesentlichen automatischer oder automatischer Regulierung des Aufblasdrucks P₁ mindestens einer ersten nachgiebigen, aufblasbaren Kammer einer Auflageeinrichtung eines abzustützenden Elements, insbesondere des Körpers eines Patienten; Mitteln zur Erfassung des Drucks in der ersten Kammer; und Mitteln zur Steuerung von Mitteln zur Korrektur des Drucks in der ersten Kammer in Abhängigkeit von vorbestimmten Druckmerkmalen, wobei die Korrekturmittel erste Aufblas-/Ablassmittel der Kammer der Auflageeinrichtung mit einem variablen Druck, einschließlich eines vorbestimmten Anfangsdrucks, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen physikalischen Druckaufnehmer mit mindestens einer zweiten aufblasbaren Kammer, die auf einen vorbestimmten Anfangsdruck P₂ aufgeblasen ist, wobei der Aufnehmer derart angeordnet ist, dass eine Veränderung des Drucks in der ersten Kammer den Druck seiner zweiten Kammer beeinflusst; und Mittel zum Vergleich des Drucks P₁ in der ersten Kammer mit dem Druck P₂ in der zweiten Kammer aufweist, wobei die Steuermittel gegebenenfalls die Mittel zur Korrektur des Drucks in der ersten Kammer steuern, wenn sich die Druckabweichung von einem vorbestimmten Solldruckwert oder einem vorbestimmten Solldruckwertbereich unterscheidet.
Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung gehen aus den Vorrichtungsunteransprüchen und auch aus den vorteilhaften Ausführungsformen des zuvor dargelegten Verfahrens sowie aus der folgenden Beschreibung hervor, die integrierender Bestandteil der vorliegende Erfindung ist.
So begreift man, dass durch die Erfindung sämtliche zuvor aufgezeigten technischen Probleme auf zuverlässige, sichere, leicht durchzuführende, wirtschaftliche und großtechnisch sowie medizinisch anwendbare Weise gelöst werden können. Darüber hinaus schafft die Erfindung eine Lösung, mit der es auf vorteilhafte Weise möglich ist, die verschiedenen Mittel oder Einrichtungen der Erfindung in ein Druckreguliersystem zu integrieren, das in beschränkten Dickenabmessungen funktioniert, wobei es so seinerseits eine Reduktion des Gesamtplatzbedarfs der Auflageeinrichtung gestattet.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen klar aus der folgenden erläuternden Beschreibung unter Bezugnahme auf eine derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung hervor, die bloß zur Illustration angegeben ist und den Rahmen der Erfindung somit keinesfalls einschränken soll.
Im Rahmen der vorliegende Beschreibung und der Ansprüche bedeutet Druck Umgebungsdruck und Temperatur Umgebungstemperatur, wenn nicht anders angegeben. In den Zeichnungen zeigt:

– 1 schematisch eine derzeit bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auflagevorrichtung mit einer Einkammer-Auflageeinrichtung;
– 2 eine detaillierte Draufsicht auf den Aufnehmer und das elektronische System mit zugehörigen Druckaufnahme- und -vergleichseinrichtungen gemäß der Linie II-II der 1;
– 3 eine schematische Ansicht der Steuereinrichtungen 30 der Vorrichtung;
– 4 den elektronischen Schaltkreis der Vorrichtung zur dynamischen und im Wesentlichen automatischen oder automatischen Druckregulierung in der Auflageeinrichtung unter Anwendung der in 3 definierten Funktionen;
– 5 eine eigene Druckreaktionskurve der Matratze, die hier die Auflageeinrichtung 12 bildet, mit P₁ auf der Ordinate in der Einheit Inch Wasser = 2,54 mbar, als Funktion der direkt auf den Mittelpunkt des Druckaufnehmers 50 aufgebrachten und in Kiloramm ausgedrückten Belastung, aufgetragen auf der Abszisse, wobei der Aufnehmer 50 körperlich von der Matratze 12 abgekoppelt ist;
– 6 eine zu 5 analoge Kurve des Aufnehmers 50, der eine Anfangshöhe von 30 mm hat und auf einen Anfangsdruck von 1,0 Inch H₂O = 2,54 mbar aufgeblasen ist, als Funktion der Belastung in Kilogramm, ausgedrückt auf der Abszisse, die direkt auf den Mittelpunkt des Aufnehmers 50 aufgebracht wird;
– 7 eine Druckkurve analog zu den 5 und 6, die aber auf der Ordinate die in 4 erhaltenen Druckwerte P₁ der Matratze 12 als Funktion der in 5 erhaltenen Druckwerte P₂ des Aufnehmers 50 auf der Abszisse mit der auf den Aufnehmer 50 aufgebrachten Belastung als Parameter, d. h. P₁ = f(P₂), darstellt;
– 8 den Wert des dynamischen Reaktionsdrucks P₁oder P₂ der Matratze 12 bzw. des Aufnehmers 50, ausgedrückt in Inch Wasser = 2,54 mbar, auf der Ordinate als Funktion der auf die die Auflageeinrichtung 12 bildende Matratze aufgebrachten effektiven Belastung, wie hier eines Patienten H, der durch sein Körpergewicht eine Belastung aufbringt, ausgedrückt in Kilogramm, und auf der Abszisse mit einem ersten Messpunkt bei einem Anfangsdruck von 1,4 Inch H₂O = 1,4 × 2,54 mbar; und
– 9 Reaktionskurven, die im tatsächlichem Betrieb für verschiedene Winkel des Rückenhochstellers eines Gelenkbetts von 0°, 30°, 45° und 60° und für sämtliche Körpermassen von 50 bis 100 kg mit Drücken P₁ an den Übergangsstellen in der Kammer 14 der Matratze erhalten wurden, deren Werte die Regulierwirkung im betreffenden Bereich zeigen.

Unter Bezugnahme auf 1 ist eine erfindungsgemäße Auflagevorrichtung mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 dargestellt. Diese Auflagevorrichtung gestattet die Auflage eines abzustützenden Elements, insbesondere, wie dargestellt, des Körpers eines Patienten wie eines Menschen H.
Diese Vorrichtung 10 weist eine eigentliche Auflageeinrichtung 12 mit mindestens einer nachgiebigen, aufblasbaren geschlossenen Kammer 14 oder einer Kammer 14 mit kontrolliertem Ablass auf, die beispielsweise durch eine Mehrzahl von miteinander in Verbindung stehenden aufblasbaren Wülsten gebildet sein kann, wobei die Kammer 14 auf einen Aufblasdruck P₁ aufgeblasen werden kann. Zu Funktionsbeginn ist diese Kammer 14 nicht unbedingt aufgeblasen, es ist aber praktischer, mit einem Anfangsdruck beispielsweise ähnlich jenem wie in der nachstehend beschriebenen zweiten Kammer 51 zu beginnen. Diese Kammer 14 weist eine als Auflage für das abzustützende Element H dienende Oberfläche 15 und eine Unterseite 16 auf, die beispielsweise im vorliegenden Fall auf einem als Basis dienenden Element aufliegen kann, das mit dem allgemeinen Bezugszeichen 40 versehen ist und seinerseits direkt oder indirekt auf einem hier nicht dargestellten Träger ruhen kann. Die Einheit aus Einrichtung 12 und Basiselement 40 kann in einer Hülle 11 eingeschlossen sein.
Die Vorrichtung weist weiters Mittel 30 zum Steuern von Mitteln 20 zur Korrektur bzw. Regelung des Fülldrucks P₁ der Kammer 14 über Pumpmittel 20 auf, die eigentliche Füllmittel 21, wie einen Kompressor, zum Füllen der Kammer 14 mit einem Füllfluid, insbesondere Luft, und Ablassmittel 22, wie ein Ventil mit kontrolliertem Entweichen, welche über eine entsprechende Leitung 23 mit der Kammer 14 verbunden sind, auf.
Mittel 31 zur Messung des Drucks (siehe 3), insbesondere des Drucks P₁ in der ersten Kammer 14, sind ebenfalls vorgesehen und über eine entsprechende Leitung 32 mit der ersten Kammer 14 verbunden. Diese Mittel 31 sind körperlich in den Mitteln 30 inkorporiert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung 10 auch einen physikalischen Druckaufnehmer 50 mit mindestens einer zweiten aufblasbaren Kammer 51 auf, die auf einen vorbestimmten Anfangsdruck P₂ aufgeblasen ist. Dieser Aufnehmer 50 ist über eine Leitung 34 mit dem Druckmessmittel 31 verbunden, in dem ebenfalls Mittel 38 zum Druckvergleich zwischen dem in der ersten Kammer 14 der Auflageeinrichtung 12 herrschenden Druck P₁ und dem in der zweiten Kammer 51 des Aufnehmers 50 herrschenden Druck P₂ integriert sind. Im Rahmen der Erfindung ist dieser physikalische Druckaufnehmer 50 in Bezug auf die Auflageeinrichtung 12 derart angeordnet, dass der in seiner Kammer 51 herrschende Druck P₂(t) durch eine Veränderung des in der ersten Kammer 14 der Auflageeinrichtung 12 herrschenden Drucks P₂(t) beeinflusst wird. Mit anderen Worten, der Aufnehmer 50 liefert vollkommen unabhängig einen Druckwert P₂(t), der ständig ein kohärentes Bild des in der ersten Kammer 14 der Auflageeinrichtung 12 herrschenden Drucks P₂(t) wiedergibt.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist dieser Aufnehmer 50 eine nachgiebige, geschlossene und die Kammer 51 definierende Tasche 52 auf, deren Volumen, sobald die Kammer 51 mit einem inerten Fluid wie destilliertem und aufbereitetem Wasser, Silikonöl oder jedem anderen geeigneten Fluid gefüllt ist, im Wesentlichen konstant ist, so dass der Aufnehmer als echter mechanischer Druckwandler fungiert.
Es sei bemerkt, dass die Kammer 14 im Rahmen der Erfindung über eigene Füllmittel 21 und Ablassmittel 22 verfügt.
Aus den 3 und 4 geht hervor, dass die Druckmessmittel 31, die vorteilhaft eine Differenzmessung der in der Kammer 14 bzw. in der Kammer 51 herrschenden Drücke P₂(t) und P₂(t) ausführen, integrierender Bestandteil der Steuermittel 30 sind und den Druckdifferenzwert P₁(t) – P₂(t) mit Hilfe von geeigneten, in 3 dargestellten Mitteln ständig in ein elektrisches Signal umwandeln und über Mittel 38, die ebenfalls eine Transformationsschaltung aufweisen (siehe 4), eine elektrische Spannung an den Steuerkreis 44 liefern, der die Inbetriebnahme der im tatsächlichen Steuerkreis 46 enthaltenen, getrennten Steuerlogiken 44a, 44b über eine Logik 46a, 46b bzw. die Füllmittel 21 und die Ablassmittel 22 der Kammer 14 über die Leitungen 47, 48 in Abhängigkeit von der durch die Kammer 51 des Aufnehmers 50 wiedergegebenen Druckinformation P₂(t) gestattet, wodurch das dynamische und automatische oder im Wesentlichen automatische Gleichgewicht der Drücke entsprechend dem beabsichtigten Ziel hergestellt wird.
Die Gesamtheit aller Schaltkreise, die die Steuermittel 30 der Fluid-Füll/Ablassmittel 20 der Kammer 14 bilden, geht für den Fachmann klar aus dem elektronischen Steuerkreis der 3 hervor, der hier zur Gänze durch Bezugnahme in die Beschreibung inkorporiert ist und integrierenden Bestandteil der Erfindung bildet. Die Mittel 31 zum Messen des Drucks P₂, P₂, zum Vergleichen und Senden eines Ausgangsdruckwerts V_S sind dem Fachmann gut bekannt und im Handel erhältlich.
So versteht man, dass der Aufnehmer 50 aus der Tasche 52 besteht, welche die Kammer 51 zur Druckaufnahme P₂(t) eines Elektronikkreises 30 definiert, der die Druckdifferenz P₁(t)-P₂(t) zwischen der Kammer 14 und der Kammer 52 ständig in ein elektrisches Signal umwandelt, so dass der Druck in der Kammer 14 durch Steuerung der Fluid-Füllmittel (21) und Fluid-Ablassmittel (22) automatisch reguliert wird.
Selbstverständlich ist es sehr gut möglich, bei einer anderen Ausführungsform einen elektronischen Schaltkreis 30 vorzusehen, der die Drücke P₁ und P₂ der ersten Kammer 14 bzw. zweiten Kammer 51 separat aufnimmt, diese Drücke in elektrische Signale umwandelt, dann diese Signale vergleicht und schließlich die Fluid-Füll- und -Ablassmittel 20 der Kammer 14 automatisch steuert.
In der medizinischen Praxis kann diese Art von Druckaufnehmer 50, der mit einer Auflageeinrichtung 12 kombiniert ist und mit einem Alarmsystem zusammenwirkt, auch zur Überwachung des Patienten eingesetzt werden, um festzustellen, ob der Patient aufgestanden oder gegebenenfalls heruntergefallen ist.
Andererseits ist es in der Ruhelage derzeit bevorzugt, dass die zweite Kammer 51 des physikalischen Druckaufnehmers 50 mit einem Druck P₂ gefüllt ist, der ähnlich oder gleich Umgebungsdruck ist, so dass:

a) in Anbetracht des konstanten oder im Wesentlichen konstanten Volumens der Kammer 51 die Linearität der Reaktion des physikalischen Druckaufnehmers 50 innerhalb des betreffenden Druckmessbereichs gewährleistet ist,
b) der Komfort des Patienten und die Leistungsfähigkeit der Auflageeinrichtung 12 bei einer im Wesentlichen harten Oberfläche durch einen bedeutenden Druck P₂ in der Kammer 51 nicht beeinträchtigt werden,
c) ein leicht zu reproduzierender und beherrschender Referenzwert für das System erstellt wird, der den Nullwert des Messsystems darstellt,
d) die Amplitude der Reaktion des Aufnehmers 50 und damit seine Auflösung auf das Maximum erhöht werden.

Natürlich stellt ein Aufnehmer 50, dessen Anfangsdruck P₂ in der Kammer 51 auf irgendeinen vorbestimmten Druckwert ausgenommen Umgebungsdruck festgesetzt wird, eine andere Art der Ausführung dar, die insbesondere auf anderen Anwendungsgebieten perfekt einsetzbar ist.
Man wird auch begreifen, dass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung wie ein logischen System mit drei Zuständen verhält:

a) Ruhelage bei einem gegebenen Druck P₁ in der ersten Kammer 14 der Auflageeinrichtung 12,
b) Aufblasen der Kammer 14 oder
c) Entleeren der Kammer 14.

In der Ruhelage ist der Druck P₁ in der ersten Kammer 14 gleich dem Druck P₂ in der zweiten Kammer 51 des Aufnehmers 50.
Das gilt natürlich für den Fall der vorliegenden Ausführung. Bei anderen Ausführungen kann nämlich in der Ruhelage eine Differenz zwischen den Drücken P₁ und P₂ bestehen.
Wenn zu einem gegebenen Zeitpunkt (t) beispielsweise durch Aufliegen eines Körpers eines Menschen H auf der Oberfläche 15 der Kammer 14 oder Wegrücken desselben ein Druck P₁(t) in der ersten Kammer 14 besteht, so wird dieser Druck auf die Tasche 52 übertragen, welche die zweite Kammer 51 bildet, die mit einem Druck P₂(t) reagiert.
Der Druck P₁(t) wird mit dem Druck P₂(t) verglichen.

a) Ist die Druckdifferenz P₁(t) – P₂(t) kleiner als ein Grenzwert minus Epsilon wie zuvor bestimmt, werden die Füllmittel 21, wie ein Kompressor, derart betätigt, dass durch Aufblasen der Kammer das Druckgleichgewicht innerhalb der vorgesehenen Grenzen wieder hergestellt wird.
(b) Ist die Druckdifferenz P₁(t) – P₂(t) größer als ein Grenzwert plus Epsilon wie zuvor bestimmt, werden die Ablassmittel 22, wie ein Entweichventil, derart betätigt, dass durch Entleeren der Kammer 14 das Druckgleichgewicht innerhalb der vorgesehenen Grenze wieder hergestellt wird.
c) Liegt die Druckdifferenz P₁(t) – P₂(t) zwischen -Epsilon und +Epsilon, der zuvor bestimmten Grenze, geschieht gar nichts und die Drücke P₁ und P₂ werden als nahe beieinander angesehen.

Die Füllmittel 21 bzw. die Ablassmittel 22 werden über eine bestimmte Zeitdauer Δt in Gang gesetzt, bis das momentane Druckgleichgewicht innerhalb der vorbestimmten Grenzen wiederhergestellt ist, d. h. bis P₁(t + Δt) zwischen P₂(t + Δt)-Epsilon und P₂(t + Δt) + Epsilon liegt.
Die Hysterese des Systems gestattet die Regulierung zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert des Sollbereichs und vermeidet ungewollte Schwankungserscheinungen.
Der mit der elektronischen Messeinrichtung 30 verbundene Aufnehmer 50 liefert also ein elektrisches Signal, das proportional zur Druckdifferenz P₁(t) – P₂(t) zwischen der ersten Kammer 14 der Auflageeinrichtung 12 und der zweiten Kammer 51 des Aufnehmers 50 ist, die aufgrund des Einsinkens des Körpers, im vorliegenden Fall eines Menschen H, in der Kammer 14 zustande kommt.
Dieses elektrische Signal repräsentiert den momentanen Einstellpunkt des dynamischen Gleichgewichts des Systems, um den herum die Druckregulierung in der Kammer 14 erfolgt, die automatisch in der Echtzeit korrigiert wird, so dass ein Gleichgewicht der Drücke zwischen der zweiten Kammer 51 der Tasche 52 des Aufnehmers 50 und der ersten Kammer 14 der eigentlichen Auflageeinrichtung 12 gewährleistet ist.
Jedem Einstellpunkt entspricht ein gegebener Regulierdruck und somit eine Position des Körpers in der Kammer 14 als Funktion seines Gewichts und seiner eigenen morphologischen Eigenschaften.
Die Druckregulierung erfolgt über die Fluid-Füll- und Ablassmittel, insbesondere ganz oder gar nicht, unter Zwischenschaltung des Kompressors 21 und des Ventils 22 zum kontrollierten Entweichen.
Das System reagiert so schnell wie der Aufnehmer 50 und die an die Fluid-Füll- (21) und -Ablassmittel (22) gekoppelte elektronische Steuerzentrale 30.
Zusammenfassend versteht man, dass ein System zur automatischen Druckregulierung zur Verfügung gestellt wird, das sich an den auf der Auflageeinrichtung 12 befindlichen Körper, insbesondere den Körper eines Patienten H, anpasst.
Was die elektronische Steuerzentrale der 4 betrifft, so ist ihr Schaltkreis Teil der Erfindung und somit zur Gänze in der Beschreibung integriert und funktioniert wie folgt:
a) Stufe der Druckdifferenzmessung (Bezugszeichen 38, 3 und 4)
Wie für den Fachmann gut verständlich, beruht der Schaltkreis hierbei auf dem Einsatz eines Druckdifferenzaufnehmers, der zu einem Zeitpunkt t einerseits den Druck P₁(t) der Kammer 14 und andererseits den Druck P₂(t) der Kammer 51 empfängt. Das bei A erscheinende Signal repräsentiert nach der Verstärkung eine momentane Spannung, die proportional zur Druckdifferenz P₁(t)-P₂(t) ist.
b) Stufe der 10-V-Referenzspannung (Bezugszeichen 62, Fig. 3 und 4)
Die 10-V-Referenzspannung wird für die Steuer- und Alarmkomparatoren verwendet. Sie dient auch zur Speisung des elektrischen Druckaufnehmers 31 mit einem Druck, der mit U3 bezeichnet ist.
c) Stufe der Regulierung der Inbetriebsetzung (Bezugszeichen 64, 3 und 4)
Eine Anfangsregulierung gestattet die Verschiebung des Signals von Punkt A, um eventuelle Schwankungen aufgrund des Aufnehmers 50 oder von elektronischen Bauteilen auszuschalten. Das am Punkt B erhaltene Signal ist somit jenes von Punkt A, erhöht um das Anfangsreguliersignal.
Das am Punkt B erhaltene elektrische Signal ist somit jenes von Punkt A, erhöht um das Inbetriebsetzungssignal.
d) Steuerkomparatoren (Bezugszeichen 44, 3 und 4)
Die Komparatoren gestatten die Trennung der Steuerung des Kompressors 21 von jener des Ablassventils 22.
Sie realisieren weiters eine Logik mit drei stabilen Zuständen mit einer Hysterese von ±1 Inch Wasserdruck, was 1,9 mm Hg, d. h. dem in Millimeter ausgedrückten Quecksilberdruck, oder einem Äquivalent von 2,54 mbar entspricht.

i) Liegt die Druckdifferenz P₁(t) – P₂(t) unter -1 Inch H₂O, ist also der Druck in der Kammer 14 sehr gering gegenüber jenem in der zweiten Kammer 51 des Aufnehmers 50, dann geht der Punkt D in den hohen Zustand und es wird der Kompressor 21 angesteuert.
ii) Liegt die Druckdifferenz P₁(t) – P₂(t) über +1 Inch H₂O, ist also der Druck in der Kammer 14 zu hoch gegenüber jenem des Aufnehmers 50, dann geht der Punkt C in den hohen Zustand und es wird das Ablassventil 22 angesteuert.
iii) Liegt die Druckdifferenz P₁(t) – P₂(t) zwischen -1 Inch H₂O und +1 Inch H₂O, ist also der Druck in der Kammer 14 relativ ähnlich jenem des Aufnehmers 50, dann gehen der Punkt C und der Punkt D in den niedrigen Zustand und es werden weder Ablassventil 22 noch Kompressor 21 angesteuert.

e) Logik des Kompressors 21 und Logik des Ablassventils 22 (Bezugszeichen 46a, 46b, 3 und 4)
Sie gestatten eine Blockierung der Steuerungen des Ablassventils 22 und des Kompressors 21 ohne Schwingung und die Erzielung von wirklich stetigen Steuerbefehlen.
f) Druckalarm (Bezugszeichen 66, 3 und 4)
Ein Druckalarm kann ausgelöst werden, wenn die Druckdifferenz P₁(t) – P₂(t) sehr weit außerhalb des Regulierbereichs liegt, ein Alarmwert ist beispielsweise ±2 Inch H₂O.
g) Alarmverzögerung (Bezugszeichen 68, 3 und 4)
Das in Punkt E anwesende Alarmsignal wird verzögert, bevor es den eigentlichen Alarm aktiviert, damit abrupte Druckänderungen wie beispielsweise solche aufgrund von Bewegungen des Patienten nicht berücksichtigt werden.
Reaktionsdiagramm der einzelnen Elemente P₁ = f(P₂)
Dieses Reaktionsdiagramm der Elemente ist Gegenstand der grafischen Darstellungen in den 5 bis B.
Mit der derzeit bevorzugten und in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform erhält man die Versuchskurve der Reaktion der Auflageeinrichtung 12, im vorliegenden Fall einer Matratze, in Form einer grafischen Darstellung, bei welcher der Druck P₁ in der Matratze Funktion der zentral auf den Aufnehmer 50 aufgebrachten Belastung in Kilogramm ist, wobei der Aufnehmer 50 von der Matratze 12 abgekoppelt ist und der Anfangsdruck aus Gründen der Einfachheit bei 1,4 Inch H₂O festgesetzt ist.
Anhand der erhaltenen Kurve lässt sich feststellen, dass die Druckreaktion der Matratze 12 im betreffenden Bereich linear ist.
Desgleichen ist aus 6 ersichtlich, dass die grafische Kurve der Druckreaktion des Aufnehmers 50, P₂, als Funktion der in Kilogramm ausgedrückten Belastung, zentral aufgebracht auf den Aufnehmer mit einer Höhe von 30 mm und einem Anfangsdruck von 1,0 Inch H₂O, die Feststellung zulässt, dass die Funktion im betreffenden Bereich ebenfalls linear ist.
Unter Bezugnahme auf 7 ist die grafische Kurve der Drücke P₁ der Matratze 12 als Funktion des Drucks P₂ im Aufnehmer 50 dargestellt, nämlich P₁ = f(P₂), die aus den Druckwerten unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erhalten wird, und man kann feststellen, dass die Funktionen im betreffenden Bereich im Wesentlichen verschmelzen, was sich im betreffenden Bereich anhand der Quasilinearität der experimentellen Übertragungsfunktion P₁ = f(P₂) leicht demonstrieren lässt, die vom Typ P₁ = k × P₂ ist, worin k einen Koeffizienten nahe 1 darstellt.
Dadurch ist erkennbar, dass im Rahmen der Erfindung sehr wohl ein System für das dynamische Gleichgewicht der Drücke P₁ und P₂ zum Einsatz gelangt.
Unter Bezugnahme auf 8 ist die experimentelle Reaktionskurve des Systems P₁ = f(P₂) dargestellt.
Anhand der im echten Betrieb erhaltenen Kurven kann der Einfluss der morphologischen Daten bei einer gegebenen Population, die repräsentativ für die morphologischen Merkmale der Risikopopulation ist, sowie der Einfluss der Neigung der Auflageebene in Bezug auf die Versuchsergebnisse beobachtet werden.
Unter Bezugnahme auf 9 ist festzustellen, dass die Kurven beispielsweise für alle Winkeleinstellungen des Rückenhochstellteils eines Gelenkbetts von 0°, 45° und 60° und für alle Körpermassen von 50 bis 100 kg im Wesentlichen dasselbe Erscheinungsbild mit Übergangsflächendrücken P₁ in der Kammer 14 der Matratze haben, deren Werte die Wirkung der Regulierung im betreffenden Bereich zeigen.
Die Erfindung gestattet also sehr wohl die Durchführung des Verfahrens zur dynamischen und automatischen Druckregulierung auf sichere und zuverlässige, wirtschaftliche, großtechnisch und gewerblich anwendbare Weise wie zuvor ausgeführt.
Selbstverständlich umfasst die Erfindung sämtliche beschriebene und in den Figuren dargestellte technische Mittel, wobei diese 1 bis 9 integrierender Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind.

Claims

Verfahren zum im Wesentlichen automatischen oder automatischen dynamischen Regulieren des Aufblasdrucks mindestens einer ersten nachgiebigen, aufblasbaren Kammer (14), die in einer Auflageeinrichtung (12), insbesondere Matratze, Übermatratze, Fauteuil, Kissen oder Sitzunterlage, vorgesehen ist oder diese bildet, umfassend einen Schritt des Erfassens des Aufblasdrucks der Kammer (14) zu einem gegebenen Zeitpunkt, genannt P₁(t), und einen Schritt des Korrigierens dieses Drucks P₁(t) in Abhängigkeit von vorbestimmten Auflagemerkmalen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein physikalischer Druckaufnehmer (50) mit mindestens einer zweiten aufblasbaren Kammer (51) vorgesehen wird, die auf einen vorbestimmten Anfangsdruck P₂ aufgeblasen wird, dass der Aufnehmer (50) in Bezug auf die Auflageeinrichtung (12) derart angeordnet wird, dass eine Veränderung des Drucks P₁(t) in der ersten Kammer (14) der Auflageeinrichtung (12) den Druck der zweiten Kammer (51) des Aufnehmers (50) beeinflusst; dass der momentane Druckwert zu einem gegebenen Zeitpunkt, genannt P₂(t), in der zweiten Kammer (51) des Aufnehmers (50) detektiert wird, dass der in der ersten Kammer gemessene Druck P₁(t) mit dem in der zweiten Kammer gemessenen Druck P₂(t) verglichen wird und dass gegebenenfalls eine Korrektur des Drucks in der ersten Kammer (14) vorgenommen wird, wenn die gemessene Druckabweichung größer als ein vorbestimmter Solldruckwert oder ein vorbestimmter Solldruckwertbereich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnehmer (50) mindestens eine zweite Kammer (51) mit einem im Wesentlichen konstanten Volumen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der anfängliche Aufblasdruck P₂ der zweiten Kammer (51) des Aufnehmers (50) auf einen vorbestimmten Wert fix eingestellt wird und dieser Druck P₂(t) anschließend abhängig von der Beeinflussung durch Veränderungen des Drucks P₁(t) in der ersten Kammer (14) der Auflageeinrichtung (12) frei variieren gelassen wird, wobei der Anfangsdruck P₂(t) der zweiten Kammer (51) des Aufnehmers (50) vorzugsweise gleich oder im Wesentlichen gleich dem Umgebungsdruck ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die zweite Kammer (51) aufweisende Aufnehmer (50) unterhalb der zumindest die erste Kammer (14) aufweisenden Auflageeinrichtung (12) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck P₁(t) in der ersten Kammer (14) korrigiert wird, wenn dieser Druck P₁(t) von einem vorbestimmten Wert oder Wertbereich des Drucks P₂(t) der zweiten Kammer (51), der als Solldruck dient, abweicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regulierung der Auflage eines bettlägerigen Patienten auf einer Matratze insbesondere zur Verhinderung oder Behandlung von Schorf vorgenommen wird.
Auflagevorrichtung (10) mit dynamischer und im Wesentlichen automatischer oder automatischer Regulierung des Aufblasdrucks P₁ mindestens einer ersten nachgiebigen, aufblasbaren Kammer (14) einer Auflageeinrichtung (12) eines abzustützenden Elements (H), insbesondere des Körpers eines Patienten; Mitteln (31) zur Messung des Drucks P1(t) in der ersten Kammer (14); und Mitteln (30) zur Steuerung von Mitteln (20) zur Korrektur des Drucks P1(t) in der ersten Kammer (14) in Abhängigkeit von vorbestimmten Druckmerkmalen, wobei die Korrekturmittel (20) erste Aufblas(21)/Ablassmittel (22) der ersten Kammer (14) der Auflageeinrichtung (12) mit einem variablen Druck, einschließlich eines vorbestimmten Anfangsdrucks, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen physikalischen Druckaufnehmer (50) mit mindestens einer zweiten aufblasbaren Kammer (51), die auf einen vorbestimmten Anfangsdruck P₂ aufgeblasen ist, wobei der Aufnehmer (50) derart angeordnet ist, dass eine Veränderung des Drucks P₁ in der ersten Kammer (14) den Druck P₂ seiner zweiten Kammer (51) beeinflusst; und Mittel (38) zum Vergleich des Drucks P₁ in der ersten Kammer (14) mit dem Druck P₂ in der zweiten Kammer (51) aufweist, wobei die Steuermittel (30) gegebenenfalls die Mittel (20) zur Korrektur des Drucks P₁ in der ersten Kammer (14) steuern, wenn sich die Druckabweichung P₁ – P₂ von einem vorbestimmten Solldruckwert oder einem vorbestimmten Solldruckwertbereich unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnehmer (50) mindestens eine zweite Kammer (51) mit einem im Wesentlichen konstanten Volumen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der anfängliche Aufblasdruck P₂ der zweiten Kammer (51) des Aufnehmers (50) auf einen vorbestimmten Wert fix eingestellt ist und dieser Druck anschließend abhängig von der Beeinflussung durch Veränderungen des Drucks P₁ in der ersten Kammer (14) der Auflageeinrichtung (12) frei variiert, wobei der Anfangsdruck P₂ der zweiten Kammer (51) des Aufnehmers (50) vorzugsweise gleich oder im Wesentlichen gleich dem Umgebungsdruck ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der die zweite Kammer (51) aufweisende Aufnehmer (50) unterhalb der zumindest die erste Kammer (14) aufweisenden Auflageeinrichtung (12) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturmittel (20) den Druck P1(t) in der ersten Kammer (14) korrigieren, wenn dieser Druck P₁(t) von einem vorbestimmten Wert oder Wertbereich des Drucks P₂(t) der zweiten Kammer (51), der als Solldruck dient, abweicht.
Physikalischer Druckaufnehmer (50) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder zur Herstellung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der physikalische Druckaufnehmer (50) mindestens eine aufblasbare Kammer (51) aufweist, die auf einen vorbestimmten Anfangsdruck P₂ aufblasbar ist, wobei die Kammer (51) ein im Wesentlichen konstantes Volumen aufweist und der Aufnehmer (50) allein oder in Kombination mit den Mitteln (30) zum Vergleich und/oder zur Steuerung der Mittel (20) zur Korrektur des Drucks eingesetzt ist.