ES2326409T3 - Aparato de mantenimiento de pacientes y control ambiental. - Google Patents
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Abstract
Un aparato de mantenimiento de pacientes y de control ambiental (10) que comprende un armazón (12, 16), una superficie de soporte de paciente de cara hacia arriba (40) sostenida por el armazón, un indicador (242, 255, 382, 386), un detector que genera una señal detectora, un controlador (200) para recibir la señal detectora y para generar una señal de salida para iniciar el indicador (242, 255, 382, 386) cuando la señal detectora supera un nivel umbral predeterminado, y un dispositivo de interfaz de usuario (160) para ajustar el nivel umbral predeterminado, siendo el detector un detector de ruido (380) y siendo el indicador un indicador de ruido (242, 255, 382), incluyendo el aparato medios para controlar la temperatura de un paciente, estando los medios de control de temperatura controlados por el controlador (200), caracterizado por que los medios comprenden un generador de cortinas de aire (42, 76, 78, 110) para proporcionar una cortina de aire (26, 28, 30, 32) sobre la superficie y un paciente apoyado sobre la superficie para proporcionar un espacio de aire controlado para el paciente, o una combinación de un calentador radiante (76), calentador convectivo (56) y un humidificador (134), y por que el aparato incluye además un detector de luz (384) y un indicador de luz (255, 386), proporcionando el controlador (200) una conexión operativa entre el indicador de ruido (242, 255, 382) y el detector de ruido (384) y entre el indicador de luz (255, 386) y el detector de luz (384), proporcionando el aparato una indicación mediante el indicador respectivo cuando se supera un nivel predeterminado de luz o ruido al que está expuesto el paciente.
Description
Aparato de mantenimiento de pacientes y control
ambiental.
La presente invención se refiere al
mantenimiento de pacientes y, en particular, a un dispositivo de
mantenimiento de pacientes que proporciona una superficie de
soporte para un paciente y que protege y minimiza la alteración del
entorno inmediatamente alrededor del paciente. Más particularmente,
la presente invención se refiere a un dispositivo de mantenimiento
que controla el entorno inmediatamente alrededor del paciente para
minimizar la pérdida convectiva y evaporativa de calor del
paciente, de modo que el propio calor corporal del paciente pueda
mantener al paciente caliente. El presente dispositivo puede
configurarse adicionalmente para calentar a un paciente si se desea
usando técnicas de calentamiento tanto convectivas como
radiantes.
El documento U.S. 5446934 describe un parque o
cuna de mantenimiento de bebés de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1 que incluye medios de ajuste automático de la
posición, de control y de comunicación interactiva, incluyendo
alarmas para comunicar información a y desde la cuna o parque desde
una localización remota. Dichos medios incluyen medios de audio y
visuales interactivos, tales como mensajes pregrabados y simulación
táctil preprogramada. La cuna incluye una combinación de una
superficie de cama que es ajustable en los ángulos tanto
longitudinales como laterales; un medio de calentamiento y
refrigeración para mantener el área de la cuna a una temperatura
agradable; altavoces que ponen sonidos pregrabados al bebé, tal como
una grabación de una voz tranquilizadora de madre o instrucciones
para los auxiliares en la localización de la cuna; equipamiento de
percepción visual, tal como monitores de vídeo, incluyendo alarmas
para recordar a un auxiliar el momento de la alimentación, el
momento de cambio de pañal, el momento del baño o el momento de
dosificación de medicinas; y una pluralidad de detectores,
incluyendo detectores de temperatura, detectores de funciones
vitales y similares.
La presente invención se define en la
reivindicación 1 y proporciona un aparato de mantenimiento de
pacientes y de control ambiental que comprende un armazón, una
superficie de soporte del paciente de cara hacia arriba sostenida
por el armazón, un indicador, un detector que genera una señal
detectora, un controlador para recibir la señal detectora y para
generar una señal de salida para iniciar el indicador cuando la
señal detectora supera un nivel umbral predeterminado, y un
dispositivo de interfaz de usuario para ajustar el nivel umbral
predeterminado, siendo el detector un detector de ruido, en el que
el aparato incluye además un detector de luz, proporcionando el
controlador una conexión operativa entre el indicador y tanto el
detector de ruido como el detector de luz.
El aparato de acuerdo con la presente invención
puede controlar el nivel de luz al que se expone el paciente y
puede indicar al cuidador cuándo el paciente está expuesto a un
ruido por encima de un nivel de ruido máximo predeterminado
deseado. El sistema de control de luz y el sistema de control de
ruido se controlan mediante un controlador.
Se han usado tanto incubadoras como calentadores
radiantes para mantener la temperatura corporal apropiada de
lactantes pequeños o prematuros. Una incubadora proporciona un
recinto generalmente transparente dentro del que se hace circular
aire caliente para minimizar la pérdida de calor del paciente.
Además, se transfiere calor al paciente mediante transferencia
convectiva de calor. Típicamente se proporcionan incubadoras con
una gran puerta de acceso para permitir la colocación o la retirada
del lactante de la incubadora, así como vías de acceso
complementarias tales como orificios para manos o pequeñas puertas
de entrada para permitir cuidados rutinarios del lactante al tiempo
que se minimiza la pérdida de calor de la incubadora y del
lactante.
Los calentadores radiantes proporcionan acceso
continuo y abierto a un lactante para facilitar una alta frecuencia
de intervención por el cuidador. Los calentadores radiantes
transfieren calor al paciente mediante transferencia radiante de
calor, típicamente a partir de calentadores infrarrojos que emiten
energía infrarroja que se absorbe por el paciente. El calentador
infrarrojo está típicamente montado en un soporte que está
suspendido por encima de la superficie de soporte del paciente del
calentador radiante. Típicamente, los calentadores radiantes no
incluyen cabinas u otros recintos que comúnmente están disponibles
en dispositivos de mantenimiento de lactantes para minimizar las
pérdidas evaporativas de agua de lactantes, ya que dichas cabinas o
recintos podrían obstaculizar el acceso del cuidador al
lactante.
Los pacientes pueden padecer afecciones que
hagan deseable minimizar el contacto entre la piel del paciente y
objetos, incluyendo incluso objetos tales como mantas. Además,
ocasionalmente es necesario que los cuidadores tengan acceso
constante y fácil al paciente en ciertas situaciones de cuidado
críticas. Se requiere un dispositivo de mantenimiento de pacientes
que proporcione un acceso continuo y abierto a un paciente, al
tiempo que caliente al paciente si se desease dicho calentamiento,
y que pueda configurarse para minimizar las pérdidas evaporativas
de agua y las pérdidas evaporativas de calor resultantes del
paciente, de modo que el paciente pueda estar sin tapar mientras se
mantenga en el dispositivo.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, se monta un generador de cortinas de aire en el
armazón. El generador de cortinas de aire proporciona una primera y
una segunda cortinas de aire. La superficie de soporte del paciente
tiene un perímetro y la primera y segunda cortinas de aire se
originan adyacentes al perímetro y convergen en un punto que se
sitúa por encima de la superficie de soporte del paciente. La
primera y segunda cortinas de aire contribuyen con la superficie de
soporte del paciente a definir un espacio de paciente.
\newpage
Un paciente puede experimentar pérdida de calor
a través de cualquiera de los mecanismos de transferencia
conductiva, convectiva y radiante de calor, así como pérdida
evaporativa de calor, que es el resultado de la evaporación de
humedad del cuerpo del paciente. La pérdida conductiva de calor
representa una porción muy reducida de la pérdida de calor de un
paciente y la pérdida radiante de calor puede minimizarse por
calentamiento de superficies tales como plataformas y paredes
alrededor del paciente. Las pérdidas evaporativas y convectivas de
calor pueden controlarse por control del aire próximo al paciente.
Los factores que funcionan influyendo en el grado de pérdidas
evaporativas y convectivas de calor incluyen la velocidad del aire
próximo al paciente, el contenido de humedad del aire próximo al
paciente y la temperatura del aire próximo al paciente.
Las cortinas de aire contribuyen con la
superficie de soporte del paciente a definir un espacio de paciente
que esté protegido de alteraciones del exterior del espacio de
paciente. Las cortinas de aire definen una barrera eficaz contra
influencias atmosféricas fuera del espacio del paciente, de modo que
generalmente el espacio de paciente no se ve afectado por cambio en
el entorno que rodea al dispositivo de mantenimiento térmico de
pacientes. Al mismo tiempo, el dispositivo de mantenimiento térmico
de pacientes puede hacerse funcionar de modo que no existan
barreras físicas entre el paciente y el cuidador, proporcionando al
cuidador un acceso continuo y abierto al paciente, incluso cuando
las cortinas de aire están en su lugar.
En las realizaciones preferidas, el aparato de
mantenimiento de pacientes usa cortinas de aire para envolver al
paciente y para generar un entorno "termoneutro" que aísle al
paciente de la pérdida de calor y permita que el calor generado por
el paciente mantenga al paciente caliente. Este dispositivo
proporciona a los cuidadores un acceso sin obstáculos a pacientes
mantenidos en la plataforma sin necesidad de cubrir o contactar de
otro modo con el paciente.
Un objeto "seco" puede calentarse por
soplado de aire seco caliente sobre el objeto para efectuar una
transferencia convectiva de calor. Asimismo, un objeto húmedo puede
calentarse por soplado de aire caliente sobre el objeto. El
calentamiento del objeto húmedo puede maximizarse cuando el aire de
soplado tiene un contenido de humedad suficiente para que no exista
pérdida neta de humedad por el objeto. Sin embargo, un paciente está
más húmedo que cualquier aire que pueda suministrarse al paciente
por técnicas actualmente conocidas. Como resultado, a medida que
aumenta la velocidad del aire que enviste al paciente, aumenta la
pérdida evaporativa de humedad del paciente y aumenta la pérdida
evaporativa de calor que experimenta el paciente.
En otras palabras, cuando se suministra aire
caliente al paciente existen efectos de calentamiento competitivos,
incluyendo un efecto de calentamiento negativo debido a pérdidas
evaporativas de calor y un efecto de calentamiento positivo debido
a la transferencia convectiva de calor. Por ejemplo, cuando se
suministra al paciente aire a 38 grados C que no está complementado
con humedad a una velocidad por debajo de aproximadamente 0,15
metros por segundo (0,49 pies por segundo), el calentamiento debido
a la transferencia convectiva de calor es mayor que la pérdida de
calor debida a la pérdida evaporativa de humedad, de modo que se
produce una transferencia de calor positiva neta al paciente. Sin
embargo, cuando el aire suministrado al paciente está por encima de
aproximadamente 0,15 metros por segundo (0,49 pies por segundo), las
pérdidas evaporativas de calor comienzan a funcionar contra las
ganancias convectivas, de modo que a una velocidad de aire umbral
algo mayor, las pérdidas evaporativas de calor retiran calor del
paciente a una velocidad mayor que la convección suministra calor
al paciente, de modo que aumentar la velocidad del aire por encima
de la velocidad umbral provoca una retirada neta de calor del
paciente.
Aunque el propósito principal de las cortinas de
aire es minimizar la alteración de la capa de aire que rodea al
paciente, el aparato proporciona cierto calentamiento convectivo al
dirigir aire desde al menos una cortina de aire adicional hacia el
paciente. La realización actualmente preferida del dispositivo de
mantenimiento térmico de pacientes incluye, por lo tanto, dos
cortinas de aire opuestas a los lados de la superficie de soporte
del paciente dirigidas hacia arriba para formar una "tienda" de
cortinas de aire por encima del paciente que resista la entrada de
aire desde el exterior del espacio del paciente a través de las
cortinas de aire y hacia el espacio del paciente. Además, se
proporcionan dos cortinas de aire adicionales que se originan en
los extremos de la plataforma de soporte del paciente dirigidas
hacia el paciente para calentamiento convectivo del paciente.
Además, para pacientes que requieren menos
intervención, el dispositivo de mantenimiento térmico de pacientes
puede funcionar de un modo cerrado en el que se desciende una cabina
sobre la superficie de soporte del paciente que engrana con paredes
laterales para cerrar el espacio de paciente. Puede añadirse humedad
a las cortinas de aire para minimizar el gradiente de humedad entre
el paciente y la capa de aire que rodea al paciente. Aunque
típicamente existe un gran gradiente de humedad entre el paciente y
la capa, este gradiente puede minimizarse por generación de un
gradiente de humedad entre las cortinas de aire y la capa de modo
que se transfiera humedad desde las cortinas de aire hacia la capa.
La maximización del contenido de humedad de la capa minimiza el
gradiente de humedad entre el paciente y la capa y minimiza la
transferencia de masa del paciente a la capa. Por lo tanto, se
minimizan las pérdidas evaporativas de humedad y las pérdidas
evaporativas de calor resultantes por minimización del gradiente de
humedad entre el paciente y la capa de aire que rodea al paciente.
Esto se consigue en la presente invención por adición de humedad a
las cortinas de aire.
En realizaciones preferidas, el aparato también
incluye varias características adicionales. Por ejemplo, se
proporciona una abertura de escape en un punto separado de la
superficie de soporte para retirar el aire de las cortinas de aire,
mejorando de este modo la integridad de las cortinas de aire. La
abertura de escape se sitúa preferiblemente próxima a un
"vértice" de la envoltura definida por las cortinas de aire
cuando el aparato funciona en el modo cerrado.
La abertura de escape puede ser adyacente a la
cabina que se sitúa por encima del paciente. La cabina y la
abertura de escape pueden ser verticalmente ajustables por encima la
superficie de soporte, de modo que el cuidador puede variar la
distancia entre la cabina y la superficie de soporte. El aparato
también puede suministrarse con un detector de posición para
percibir la distancia vertical entre la abertura de escape y la
superficie. El generador de cortinas de aire puede configurarse de
modo que la velocidad del aire que comprende las cortinas de aire
varíe automáticamente con la distancia entre la superficie de
soporte y la abertura de escape para mejorar adicionalmente la
integridad de las cortinas de aire.
El generador de cortinas de aire incluye
típicamente un canal o colector que contiene aire caliente. El
colector puede situarse adyacente a una parte inferior de una
plataforma que sujeta la superficie de soporte del paciente. El
colector puede incluir una abertura u orificio de purga que permita
que una porción del aire caliente escape y se dirija contra una
superficie inferior de la plataforma. El calor transferido desde el
aire caliente hacia la superficie inferior de la plataforma también
calienta la superficie de soporte del paciente a través de la
plataforma y del colchón, proporcionando de este modo una fuente
adicional de calor para el paciente.
También en realizaciones preferidas, el aparato
incluye un calentador radiante infrarrojo conectado a la cabina
para transferir calor al paciente mediante transferencia radiante de
calor. El calentador radiante infrarrojo contribuye con el propio
calor del paciente, el aire caliente que escapa del colector para
calentar la superficie de soporte del paciente y el aire caliente
de las cortinas de aire suministradas al paciente a mantener el
entorno térmico deseado para el paciente. En algunas circunstancias,
el paciente puede no generar suficiente calor para conseguir el
entorno térmico deseado. Además, puede no ser deseable calentar el
aire caliente por encima de una temperatura umbral predeterminada.
El calentador radiante puede ayudar a conseguir y mantener la
temperatura de paciente deseada cuando ni el paciente ni el aire
caliente sean suficientes para alcanzar y mantener la temperatura de
paciente deseada.
El aparato de acuerdo con la presente invención
se proporciona con un controlador principal que puede usarse para
controlar la temperatura del paciente. El algoritmo usado por el
controlador principal puede controlar la temperatura del aire
caliente suministrado a las cortinas de aire y la energía
suministrada al calentador radiante infrarrojo. En realizaciones
preferidas, la energía suministrada por el calentador radiante se
minimiza para minimizar la pérdida de humedad debida a la energía
infrarroja suministrada al paciente.
El algoritmo también se diseña de modo que la
temperatura del aire caliente que comprende las cortinas de aire no
supere una temperatura máxima predeterminada. Cuando la temperatura
del aire caliente se aproxima a esta temperatura máxima
predeterminada, el calentador radiante comienza a suministrar
energía al paciente. Si se requiere más energía, el controlador
principal aumentará tanto la temperatura del aire caliente como la
energía suministrada por el calentador radiante, hasta que la
temperatura del aire caliente alcance la temperatura máxima
predeterminada. En este punto, cualquier incremento adicional de la
temperatura se proporciona por el calentador radiante. Por lo
tanto, el controlador principal controla las cortinas de aire y el
calentador radiante para manipular el espacio del paciente para
controlar la transferencia convectiva y radiante de calor al
paciente, para mantener en última instancia la temperatura del
paciente a una temperatura deseada.
De acuerdo con otra realización preferida de la
presente invención, el aparato incluye un calentador convectivo
para suministrar calor convectivo para calentar al paciente, un
calentador radiante para suministrar calor radiante para calentar
al paciente y un humidificador para añadir humedad al aire adyacente
a la superficie de soporte. El aparato incluye un controlador que
tiene una primera salida acoplada al calentador convectivo y una
segunda salida acoplada al calentador radiante para variar los
niveles de energía de salida del calentador convectivo y del
calentador radiante, respectivamente, para mantener al paciente
localizado en la superficie de soporte sustancialmente a una
temperatura preseleccionada. El controlador tiene una tercera salida
acoplada al humidificador para ajustar una salida del
humidificador. El aparato también incluye un detector de temperatura
que tiene una salida acoplada al controlador para proporcionar una
retroalimentación al controlador, de modo que el controlador
mantenga al paciente localizado en la superficie de soporte
sustancialmente a la temperatura preseleccionada. El aparato
incluye además un detector de humedad que tiene una salida acoplada
al controlador. El controlador ajusta el humidificador basándose en
la salida del detector de humedad para permitir que el controlador
mantenga la humedad sustancialmente a un nivel preseleccionado.
En una realización ilustrada, el detector de
temperatura está configurado para acoplarse al paciente. El aparato
incluye una alarma acoplada al controlador. Generando el controlador
una señal de alarma si la salida del detector de temperatura cambia
por encima o por debajo de un nivel predeterminado de la temperatura
preseleccionada o deseada. El aparato incluye además un dispositivo
de entrada acoplado al controlador para permitir a un cuidador
ajustar la temperatura preseleccionada y el nivel de humedad
preseleccionado.
Se harán evidentes objetos, características y
ventajas adicionales de la invención para los especialistas en la
técnica tras la consideración de la siguiente descripción detallada
de realizaciones preferidas que ejemplifican el mejor modo de
realizar la invención como se percibe actualmente.
\newpage
La descripción detallada se refiere
particularmente a las figuras de dibujos adjuntas, en las que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un
dispositivo de mantenimiento térmico de pacientes de acuerdo con la
presente invención que muestra una base apoyada en ruedas
pivotantes, una parte de soporte del paciente apoyada en la base y
que sostiene una superficie de soporte del paciente, una pantalla de
visualización giratoria sostenida por encima de la superficie de
soporte del paciente por un brazo de soporte de cabina y una cabina
sostenida por el brazo de soporte de cabina por encima de la
superficie de soporte del paciente;
la Figura 2 es una vista en perspectiva de la
superficie de soporte del paciente y del brazo de soporte de cabina
de la Figura 1, que muestra cortinas de aire que se extienden desde
el perímetro de la superficie de soporte del paciente hasta una
abertura de escape formada en un retorno convectivo del brazo de
soporte de cabina, estando la abertura de escape situada por encima
de la superficie de soporte del paciente y contribuyendo las
cortinas de aire con la superficie de soporte del paciente a definir
un espacio de paciente;
la Figura 3 es una vista seccional muerta
esquemática tomada a lo largo de la línea 3-3 de la
Figura 1, que muestra una cabina en una posición levantada, paredes
laterales giratorias giradas a una posición hacia abajo y un
paciente en la superficie de soporte del paciente, estando situado
el paciente tumbado en el espacio de paciente definido entre las
cortinas de aire y la superficie de soporte del paciente;
la Figura 4 es una vista similar a la Figura 3
que muestra el dispositivo de mantenimiento térmico de pacientes en
una posición cerrada que tiene la cabina en una posición hacia abajo
sobre la superficie de soporte del paciente y las paredes giratorias
en la posición hacia arriba para encerrar al paciente en el
dispositivo de mantenimiento térmico de pacientes;
la Figura 5 es una vista similar a la Figura 3
de una segunda realización de un dispositivo de mantenimiento
térmico de pacientes que muestra una cabina a una posición
levantada, elementos laterales de cabina giratorios girados hacia
arriba y paredes laterales deslizantes desplazadas a una posición
hacia abajo para maximizar el acceso del cuidador al paciente;
la Figura 6 es una vista similar a la Figura 5
que muestra el dispositivo de mantenimiento térmico de pacientes en
una posición cerrada que tiene la cabina en una posición hacia abajo
sobre la superficie de soporte del paciente, los elementos laterales
de la cabina girados hacia abajo y las paredes laterales deslizantes
desplazadas a una posición hacia arriba para encerrar al
paciente;
la Figura 7 es una vista en perspectiva del
despiece de la parte de soporte del paciente del dispositivo de
mantenimiento térmico de pacientes de la Figura 1 que muestra una
cubeta formada para incluir una cavidad de colchón de tipo tanque y
un conjunto climatizador formado alrededor de la cavidad de colchón,
una placa de soporte sobre la cubeta que tiene una pluralidad de
orificios de ventilación alrededor de una plataforma formada sobre
la placa de soporte, paredes desmontables rodeando la placa de
soporte y una cabina móvil acoplada al brazo de soporte de la cabina
y conectada a la cubeta;
la Figura 8 es una vista en perspectiva ampliada
del despiece de un extremo para los pies de la cubeta que muestra
elementos del conjunto climatizador;
la Figura 9 es una planta vista con partes
separadas del extremo para los pies de la cubeta que muestra
elementos del conjunto climatizador;
la Figura 10 es una vista seccional tomada a lo
largo de la línea 10-10 de la Figura 9 que muestra
elementos del conjunto climatizador;
la Figura 11 es una vista en perspectiva del
despiece aumentada del extremo para los pies de la cubeta que
muestra el climatizador y los elementos del humidificador;
la Figura 12 es una vista en perspectiva del
despiece de la cabina y una unidad accesoria portátil que ensambla
con la cabina, incluyendo la unidad accesoria un acoplamiento
giratorio que tiene pasadores de fijación que se proyectan hacia
atrás y un enchufe para conexión eléctrica a un zócalo en la
cabina;
la Figura 13 es una vista similar a la Figura 12
de una segunda realización de una cabina y una unidad accesoria
portátil, incluyendo la cabina un acoplamiento giratorio e
incluyendo la unidad accesoria pasadores (no se muestran) y un
enchufe (no se muestra) conectado al acoplamiento giratorio, estando
el accesorio girado hacia fuera de la cabina en una posición
apartada que se expone a una ventana de rayos X radiolúcida;
la Figura 14 es una vista en perspectiva de la
cubeta que muestra un colchón sostenido por un ensamblaje de
colocación del colchón montado en una cavidad de colchón de la
cubeta;
\newpage
la Figura 15 es una vista en perspectiva del
despiece del colchón y del ensamblaje de colocación del colchón que
muestra una plataforma que sostiene el colchón, celdas de carga
montadas en la plataforma y ensamblajes alargadores montados por
debajo de las celdas de carga;
la Figura 16 es un diagrama de bloques que
ilustra un controlador para controlar el funcionamiento de un
calentador convectivo y un calentador radiante para calentar al
lactante en la superficie de descanso;
la Figura 17 es un diagrama de flujo de datos
entre el controlador, una interfaz de usuario y el resto de los
componentes del dispositivo de mantenimiento térmico de lactantes de
la presente invención;
la Figura 18 es un diagrama de bloques de
control para un Modo Aire de funcionamiento de la presente
invención;
la Figura 19 es un diagrama de bloques de un
circuito de control del calentador;
la Figura 20 es una gráfica de flujo que ilustra
las etapas realizadas por el controlador durante un Modo Aire de
funcionamiento;
la Figura 21 es un diagrama de bloques de
control del controlador de la presente invención;
la Figura 22 es una vista esquemática que
ilustra el control del calentador convectivo y del calentador
radiante en un Modo Bebé de funcionamiento;
la Figura 23 es una gráfica de flujo que ilustra
las etapas realizadas por el controlador durante el Modo Bebé de
funcionamiento;
la Figura 24 es un diagrama de flujo que ilustra
las etapas realizadas por el controlador de la presente invención
durante un Modo Procedimiento de funcionamiento; y
la Figura 25 es un diagrama de bloques que
ilustra características adicionales de la presente invención.
Un dispositivo de mantenimiento térmico de
pacientes 10 de acuerdo con la presente invención se muestra de
forma ilustrativa en la Figura 1. El dispositivo 10 incluye una
parte de soporte de paciente 12 para servir de soporte a un
paciente 14. Para los fines de esta memoria descriptiva, el paciente
14 se define ampliamente que incluye cualquiera bajo supervisión
médica de un médico.
Una parte de base 16 que tiene ruedas pivotantes
18, pedales de frenado/movimiento 20 acoplados a las ruedas
pivotantes 18 y un brazo de soporte de cabina 22 que sostiene una
cabina 24 que está montada en la parte de soporte del paciente 12.
El brazo de soporte de cabina 22 puede montarse en el extremo para
los pies 84 de la parte de soporte de paciente 12, en un extremo
para la cabeza 88 de la parte de soporte de paciente 12 como se
muestra en la Figura 1, o a los lados de la parte de soporte de
paciente 12 como se muestra esquemáticamente en las Figuras 5 y
6.
Puede suministrarse la parte de base 16 con
cajones (no se muestran) que se deslicen a través de la porción de
base 16 para su uso a ambos lados del dispositivo 10, teniendo los
cajones bandejas extraíbles (no se muestran) con depósitos
ajustables (no se muestran). La porción de base 16 también incluye
elementos extensibles 62, 64 de modo que la altura de la parte de
base 16 y la parte de soporte de paciente 12 sea ajustable. La parte
de base 16 y la parte de soporte de paciente 12 contribuyen a
definir un armazón.
El dispositivo de mantenimiento térmico de
pacientes preferido 10 proporciona una primera y segunda cortinas
de aire calentadas 26, 28 dirigidas hacia arriba desde los lados de
la parte de soporte del paciente 12, como se muestra
esquemáticamente en las Figuras 2 y 3 para bloquear el flujo de aire
desde el exterior del dispositivo 10 mas allá de las cortinas de
aire 26, 28. Además, el dispositivo 10 puede proporcionar una
tercera cortina de aire caliente 30 a lo largo de la cabeza o los
pies de la parte de soporte del paciente 12, preferiblemente
dirigida por debajo de las cortinas de aire 26, 28, y el dispositivo
10 puede configurarse para proporcionar una cuarta cortina de aire
caliente 32 opuesta a la tercera cortina de aire 30 como se muestra
en la Figura 2.
La parte de soporte de paciente 12 del
dispositivo de mantenimiento térmico 10 incluye una placa de soporte
34 que sostiene una plataforma 36 que se muestra esquemáticamente
en las Figuras 3-6 y que se muestra en las Figuras
14 y 15. Un colchón 38 que tiene una superficie de soporte de
paciente de cara hacia arriba 40 descansa sobre la plataforma 36 y
una pluralidad de orificios de ventilación 42 rodean el perímetro
del colchón 38 como se muestra en la Figuras 2-6.
El brazo de soporte de cabina 22 está formado para incluir una
abertura de escape 44 que está verticalmente separada de la
superficie de soporte del paciente 40. Las cortinas de aire 26, 28
se extienden generalmente desde el perímetro del colchón 38 hacia la
abertura de escape 44 para definir un espacio de paciente 46 por
debajo de las mismas.
Preferiblemente, las cortinas de aire 26, 28
tienen una velocidad de aire de entre 0,2 y 0,5 metros por segundo
(0,66-1,6 pies por segundo) que sale de los
orificios de ventilación 42 y una temperatura de 42 grados
centígrados o menos que sale de los orificios de ventilación 42.
Además, las cortinas de aire 26, 28 se dirigen preferiblemente en
un ángulo 48 de 45 grados por encima de la superficie de soporte del
paciente 40 como se muestra, por ejemplo, en la Figura 3, formando
una "tienda" de cortinas de aire por encima del paciente 14.
Puede mantenerse una tienda de cortinas de aire eficaz cuando un
ángulo 48 se reduce como se muestra en la Figura 5 hasta cualquier
ángulo que no dé como resultado una intromisión directa de las
cortinas de aire 26, 28 sobre el paciente 14, y un ángulo 48 puede
aumentarse tanto como 90 grados por encima de la superficie de
soporte del paciente 40 sin eliminar la eficacia de las cortinas de
aire 26, 28 en el bloqueo del flujo de aire exterior hacia el
interior de la tienda.
Preferiblemente, las cortinas de aire 26, 28 no
se dirigen generalmente al paciente 14. Sin embargo, en
realizaciones preferidas, se suministra aire de las cortinas de
aire 30, 32 al paciente 14 en el espacio de paciente 46 por debajo
de las cortinas de aire 26, 28. Las cortinas de aire 30, 32 se
configuran de modo que la velocidad del aire suministrado al
paciente 14 no sea superior a aproximadamente 0,15 metros por
segundo (0,49 pies por segundo).
Aunque la realización preferida está configurada
como se ha descrito anteriormente, pueden configurarse cortinas de
aire 26, 28, 30, 32 de modo que cualquiera de las cuatro cortinas de
aire 26, 28, 30, 32 se dirija hacia arriba y cualquier otra de las
cuatro cortinas de aire 26, 28, 30, 32 se dirija hacia el espacio de
paciente 46. Además, el ángulo formado entre cada cortina de aire
26, 28, 30, 32 y la superficie de soporte de paciente 40, tal como
el ángulo 48 que se muestra en la Figura 3, puede ser diferente para
cada cortina de aire 26, 28, 30, 32, de modo que las cuatro
cortinas de aire 26, 28, 30, 32 estén en diferentes ángulos respecto
a la superficie de soporte del paciente 40. Véase también la
Patente Estados Unidos Nº 5.453.077 de Donnelly et al.
presentada el 17 de diciembre de 1993, cuya memoria descriptiva se
incorpora en este documento como referencia, que describe un
dispositivo de mantenimiento térmico de lactantes que proporciona
una cortina de aire caliente.
La transferencia de calor hacia y desde el
paciente 14 puede suceder principalmente a través de cualquiera de
los mecanismos de transferencia conductiva, convectiva y radiante de
calor, así como a través de pérdida evaporativa de calor que
acompaña a la evaporación de humedad del paciente 14. Las pérdidas
conductivas de calor representan una porción muy reducida de la
pérdida de calor del paciente 14 y la pérdida radiante de calor
puede minimizarse por calentamiento de superficies tales como
plataformas y paredes que rodean al paciente 14. Las pérdidas
evaporativas y convectivas de calor pueden controlarse por control
del aire en el espacio de paciente 46. Los factores que funcionan
influyendo en el grado de pérdidas evaporativas y convectivas de
calor incluyen la temperatura y la velocidad del aire dirigido al
paciente 14 y el contenido de humedad del aire en el espacio de
paciente 46 que rodea al paciente 14.
La dirección de aire caliente contra un objeto
que inicialmente está a una temperatura por debajo de la del aire
caliente puede dar como resultado dos efectos de transferencia de
calor competitivos. El aire caliente puede aumentar la temperatura
del objeto mediante convección. Al mismo tiempo, el aire caliente
puede causar que la humedad asociada con el objeto se evapore dando
como resultado pérdidas evaporativas de humedad y, como resultado,
pérdidas evaporativas de calor. A medida que aumenta la velocidad
del aire, tanto el efecto de calentamiento debido a la convección
como el efecto de refrigeración debido a las pérdidas evaporativas
de calor aumentan, pero a velocidades diferentes.
Por ejemplo, aire que no tiene humedad
complementaria a 38 grados C dirigido contra el paciente 14
calentará sustancialmente al paciente 14 siempre que el aire esté
por debajo de una velocidad de aproximadamente 0,15 metros por
segundo (0,49 pies por segundo) en el paciente 14. Cuando el aire
suministrado al paciente 14 está por encima de aproximadamente 0,15
metros por segundo (0,49 pies por segundo), las pérdidas
evaporativas de calor comienzan a funcionar contra las ganancias
convectivas de modo que a una velocidad del aire umbral algo mayor,
las pérdidas evaporativas de calor retiran calor del paciente 14 a
una velocidad más rápida que la convección suministra calor al
paciente 14, de modo que el aumento de la velocidad del aire por
encima de la velocidad umbral provoca una retirada neta de calor del
paciente 14.
Las cortinas de aire 26, 28 reducen el
movimiento del aire desde el exterior del espacio de paciente 46 a
través de cortinas de aire 26, 28 y hacia el espacio del paciente
46. Las cortinas de aire 26, 28 minimizan la entrada de corrientes
de aire desde el exterior del espacio del paciente, controlando de
este modo el espacio de paciente 46. Las cortinas de aire 26, 28
aíslan de este modo al paciente 14 del aire de fuera del espacio de
paciente 46, definiendo un entorno "termoneutro" y actuando
como una envoltura que permite que el calor generado por el
paciente 14 mantenga a la temperatura del paciente 14 a una
temperatura deseada.
El paciente 14 típicamente tiene un contenido de
humedad mucho mayor que el que se encuentra en el aire del espacio
de paciente 46 que rodea al paciente 14. Este gradiente de humedad
puede dar como resultado pérdidas evaporativas de humedad
significativas y pérdidas evaporativas de calor del paciente 14,
designadas mediante flechas 52 en las Figuras 3-6,
incluso cuando no se dirige aire en movimiento hacia el pacientes
14. Las cortinas de aire 26, 28 minimizan las pérdidas evaporativas
de humedad conteniendo la humedad perdida por el paciente 14 en el
espacio de paciente 46 para minimizar el gradiente de humedad entre
el paciente 14 y el espacio de paciente 46.
Además, el dispositivo de mantenimiento térmico
de pacientes puede funcionar en un modo cerrado como se muestra
esquemáticamente en las Figuras 4 y 6, que tienen cortinas de aire
26, 28, 30, 32 humidificadas para aumentar el contenido de humedad
de las cortinas de aire 26, 28, 30, 32. El aumento del contenido de
humedad de las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 genera un segundo
gradiente de humedad entre las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 y el
espacio de paciente 46. Este segundo gradiente de humedad provoca
que la humedad de las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 designadas
mediante flechas 54 en las Figuras 4 y 6 se transfiera al espacio de
paciente 46. La transferencia de humedad hacia el espacio de
paciente 46 reduce adicionalmente el gradiente de humedad entre el
espacio de paciente 46 y el paciente 14 y, como resultado, reduce
adicionalmente las pérdidas evaporativas de humedad y pérdidas
evaporativas de calor del paciente 14.
Las cortinas de aire 30, 32 pueden configurarse
para dirigir aire contra el paciente 14, como se muestra en la
Figura 2, preferiblemente a una velocidad de aproximadamente 0,15
metros por segundo (0,49 pies por segundo) o menos en el paciente
14, de modo que este aire caliente al paciente 14. Como se describe
en este documento a continuación, el aire de las cortinas de aire
26, 28, 30, 32 puede calentarse de modo que la transferencia
convectiva de calor desde las cortinas de aire 30, 32 puede aumentar
el calor generado por el paciente 14 para calentar al paciente 14
aislado en el espacio de paciente 46.
El dispositivo de mantenimiento térmico de
pacientes 10 puede suministrarse adicionalmente con un calentador
radiante 56 como se muestra en la Figura 1. El calentador radiante
56 genera y dirige radiación infrarroja al paciente 14 para
calentar al paciente 14. En realizaciones preferidas, el aire
caliente en las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 no está a una
temperatura superior a 42 grados C cuando sale de los orificios de
ventilación 42. Cuando el calor generado por el paciente 14 y el
aire caliente son insuficientes para alcanzar la temperatura de
paciente deseada 14, puede usarse un calentador radiante 56 para
proporcionar calor adicional al paciente 14. Como puede observarse,
el calentador radiante 56 es un complemento secundario que aumenta
tanto el calor generado por el paciente 14 como el calentamiento
convectivo proporcionado por el aire caliente de las cortinas de
aire 30, 32 para calentar al paciente 14 hasta una temperatura
deseada.
La placa de soporte 34 del dispositivo de
mantenimiento térmico de pacientes 10 puede configurarse como se
muestra en la Figura 2, que tiene un retorno convectivo 60 que se
extiende hacia arriba desde la placa de soporte 34 hacia una
abertura de escape 44, una pared lateral 146 que contribuye con el
retorno convectivo 60 a definir una placa de soporte interior 158 y
un área de almacenamiento caliente 164 en la placa de soporte
interior 158 adyacente a la superficie de soporte del paciente 40
para almacenamiento de artículos (no se muestran) que pueden usarse
en el paciente 14. Por ejemplo, podían almacenarse toallitas con
alcohol, sondas y frascos de solución salina en el área de
almacenamiento caliente. Debido a que el área de almacenamiento
caliente está bajo la cabina 24, los artículos almacenados
permanecerán relativamente calientes y a una temperatura próxima a
la temperatura del aire que rodea al paciente 14. El mantenimiento
de dichos artículos a o próximos a la temperatura del aire que
rodea al paciente 14 reduce el "choque por frío" experimentado
por el paciente 14 tras el contacto inicial de los artículos con la
piel del paciente 14.
La parte de soporte del paciente 12 también
puede suministrarse con una pantalla giratoria 160 como se muestra
en la Figuras 1 y 2. La pantalla 160 se localiza generalmente a
nivel de la muñeca de un cuidador adulto aunque la posición
vertical de la pantalla 160 es ajustable con los cambios en la
altura de la parte de base 16. En realizaciones preferidas, la
pantalla giratoria 160 está montada de forma giratoria en el brazo
de soporte de cabina 22 para girar de un lado a otro del
dispositivo 10 y se coloca hacia fuera de la placa de soporte
interior 158.
La parte de soporte del paciente 12 incluye una
cubeta 70 que tiene una cavidad de colchón 72 rodeada por un
generador de cortinas de aire o conjunto climatizador 74, como se
muestra en las Figuras 7-11 y 13. La placa de
soporte 34 está sostenida por la cubeta 70 y el brazo de soporte de
cabina 22 está apoyado tanto en la placa de soporte 34 como en la
cubeta 70. El conjunto climatizador 74 incluye un calentador 76, un
ventilador 78, un motor de ventilador 79, un filtro 80, un
separador 82 y diversos canales o vías formadas en la cubeta 70 como
se muestra en las Figuras 7-11.
La cubeta 70 incluye un extremo para los pies 84
que tiene una pared 86, un extremo para la cabeza 88 que tiene una
pared 90 y dos lados alargados 92, 94 entre los mismos como se
muestra en la Figura 7. Un tabique transversal 96 se extiende entre
los lados 92, 94 y está separado de las paredes 86, 90 para definir
un espacio que contiene un compartimento de aportación de aire 98 y
un espacio de mezcla de aire 126 entre el tabique 96 y la pared
86.
La cubeta 70 incluye además una pared interior
112 que define una cavidad de colchón 72 como se muestra en la
Figura 7. La pared interior 112 contribuye con el tabique 96 y los
lados 92, 94 a definir un colector o canal de suministro de aire o
110 en comunicación fluida con una abertura 116 formada en el
tabique 96, como se muestra en las Figuras 8 y 9. La placa de
soporte 34 está formada para incluir aberturas u orificios de
ventilación 42 en comunicación fluida con un canal de suministro de
aire 110. El canal de suministro de aire 110 recibe aire del
compartimento de aportación de aire 98 a través de la abertura 116
en el tabique 96 y suministra el aire a los orificios de
ventilación 42. Los orificios de ventilación 42 dirigen el aire
desde el canal 96 para formar las cortinas de aire 26, 28, 30,
32.
Aunque se muestra que el canal de suministro de
aire 110 se extiende adyacente al tabique 96 y a los lados 92, 94,
la cubeta 70 puede formarse de modo que el canal de suministro de
aire 96 se extienda adicionalmente adyacente a la pared 90 en el
extremo para la cabeza 88 entre la pared 90 y la pared interior 112,
de modo que el canal 96 rodee la cavidad de colchón 72 para
suministrar aire desde el compartimento de aportación de aire 98
hacia las cortinas de aire 26, 28, 30, 32. Además, el canal de
suministro de aire 110 y los orificios de ventilación 42 pueden
configurarse de modo que no estén disponibles todas las cortinas de
aire 26, 28, 30, 32. Por ejemplo, el canal 110 y los orificios de
ventilación 42 pueden colaborar de modo que sólo estén presentes
las cortinas de aire 26, 28 a los lados 170, 172 de la plataforma 36
por formación de orificios de ventilación 42 solamente a los lados
170, 172 de la plataforma 36. Otra configuración potencial podría
tener un canal de suministro de aire 110 y orificios de ventilación
42 configurados de modo que sólo estén presentes las cortinas de
aire 30, 32 a lo largo de los extremos 174, 176 de la plataforma 36,
por ejemplo, por formación de orificios de ventilación 42 solamente
a lo largo de los extremos 174, 176 de la plataforma 36. Sin
embargo, se prefiere actualmente que estén presentes cuatro corinas
de aire, incluyendo las cortinas de aire 26, 28 a los lados 170,
172 de la plataforma 36 que dirigen aire por encima del paciente 14
y las cortinas de aire 30, 32 a lo largo de los extremos 174, 176
de la plataforma 36 que suministran aire caliente al paciente
14.
En realizaciones preferidas, la parte superior
de la pared interior 112 de la parte de soporte del paciente 12
puede separarse de la parte inferior de la plataforma 36 para formar
un orificio de purga (no se muestra) entre las mismas. El orificio
de purga puede configurarse para permitir que una pequeña cantidad
de aire caliente del canal de suministro de aire 110 se purgue
hacia la cavidad de colchón 72. Este aire caliente puede calentar
la superficie inferior de la plataforma 36, calentando por
consiguiente la superficie de soporte del paciente 40 por
conducción a través de la plataforma 36 y del colchón 38. Aunque la
parte superior de la pared 112 puede separarse de la plataforma 36
para formar un orificio de purga, el orificio de purga también puede
ser una abertura formada en la pared 112. El orificio de purga
puede ser cualquier abertura, canal o conducto a través del cual
entre aire caliente en la cavidad de colchón 72 por debajo de la
plataforma 36.
El compartimento de aportación de aire 98
mantiene el calentador 76, ventilador 78, filtro 80 y separador 82
como se muestra mejor en las Figuras 7-10. El
compartimento de aportación de aire 98 incluye una primera y
segunda paredes 118, 120 que definen un compartimento de ventilador
122 y que contribuyen con un tabique 96 a definir un canal de
aportación de aire 124. La primera y segunda paredes 118, 120 son
más cortas que la pared 86, los lados 92, 94 y el tabique 96. El
separador 82 descansa en la parte superior de las paredes 118, 120.
La parte inferior del separador 82 define la parte superior del
canal de aportación de aire 124 y la parte superior del separador
82 contribuye con la pared 86, los lados 92, 94 y el tabique 96 a
definir un espacio de mezcla de aire 126.
La pared 86 a lo largo del extremo para los pies
84 de la cubeta 70 está formada para incluir una entrada de aire
fresco 128 en comunicación fluida con el espacio de mezcla de aire
126 como se muestra en la Figura 8. Además, la abertura de escape
44 formada en el brazo de soporte de cabina 22 y situada por encima
de la superficie de soporte del paciente 40 para recibir aire desde
las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 está en comunicación fluida con
una abertura de retorno convectivo 130 a través del retorno
convectivo 60 y está en comunicación fluida con el espacio de
mezcla de aire 126, como se muestra en la Figuras
7-10. Por consiguiente, el aire de las cortinas de
aire 26, 28, 30, 32 viaja a través de la abertura de escape 44, a
través del retorno convectivo 60 y a través de la abertura de
retorno convectivo 130 para mezclarse con aire fresco de la entrada
de aire fresco 120 en el espacio de mezcla de aire 126 por encima
del separador 82.
El ventilador 78 está recibido de forma
giratoria en un compartimento de ventilador 122 y un motor de
ventilador 79 está situado en la cubeta 70 por debajo del
ventilador 78 como se muestra en la Figura 10. Al girar el
ventilador 78, la mezcla de aire fresco y aire recirculado se extrae
del espacio de mezcla de aire 126, a través del filtro 80 y una
abertura de filtro 131 formada en el separador 82 hacia el
compartimento de ventilador 122. El ventilador 78 presuriza el aire
en el compartimento de ventilador 122 y fuerza el aire presurizado
hacia el canal de aportación de aire 124. El tabique 96 se forma
para incluir una abertura 116 en comunicación fluida con el canal
de aportación de aire 124 y canal de suministro de aire 110. El aire
presurizado en el canal de aportación de aire 124 viaja a través de
la abertura 116 en el tabique 96 hacia el canal de suministro de
aire 110 y después a través de los orificios de ventilación 42 para
formar las cortinas de aire 26, 28, 30, 32.
El ventilador 78 saca adicionalmente aire de
retorno de las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 junto con aire del
exterior del espacio de paciente 46 hacia la abertura de escape 44
como se muestra en la Figura 2. El aire de retorno viaja después a
través del retorno convectivo 60 y de la abertura de retorno
convectivo 130 hacia el espacio de mezcla de aire 126, como se
muestra en la Figuras 8-10. Además de extraer el
aire de retorno hacia el espacio de mezcla de aire 126, el
ventilador 78 extrae aire fresco hacia el espacio de mezcla de aire
126 a través de la entrada de aire fresco 128, como se muestra en la
Figura. 8. La entrada de aire fresco 128 puede suministrarse con un
regulador de tiro (no se muestra) para ajustar el tamaño eficaz de
la entrada de aire fresco 128 y, por lo tanto, ajustar la
proporción de aire fresco respecto a aire de retorno que se extrae
hacia el espacio de mezcla de aire 126 y que posteriormente se hace
circular hacia las cortinas de aire 26, 28, 30, 32. Se han logrado
resultados satisfactorios cuando el aire en el espacio de mezcla de
aire 126 incluye aproximadamente el 80% de aire de retorno del
retorno convectivo 60 y el 20% de aire fresco de la entrada de aire
fresco 128.
En realizaciones preferidas, la parte de soporte
del paciente 12 incluye detectores (no se muestran) para detectar
cuándo una o más de los orificios de ventilación 42 están
bloqueados. Por ejemplo, la velocidad de aire en un orificio de
ventilación 42 podía detectarse mediante dos elementos separados (no
se muestran) que típicamente están derivados a diferentes niveles
de energía de modo que los elementos están a temperaturas
diferentes. La energía de los elementos puede eliminarse mientras
fluye aire a través de los elementos y puede medirse la diferencia
de temperatura entre los elementos. Variaciones de la diferencia de
temperatura entre los dos elementos podrían significar que el flujo
de aire por un elemento está alterado, por ejemplo, por un juguete
o manta bloqueando el orificio de ventilación 42. El dispositivo de
mantenimiento térmico de pacientes 10 puede configurarse para avisar
al cuidador de este problema potencial.
El compartimento de aportación de aire 98
incluye adicionalmente un calentador 76 situado entre la primera y
segunda paredes 118, 120 en un canal de aportación de aire 124, como
se muestra en la Figuras 7-10. A medida que el aire
del ventilador 78 pasa entre las aletas 132 del calentador 76, el
aire se calienta. La temperatura del aire después de pasar sobre el
calentador 76 puede variarse por variación de la temperatura de las
aletas del calentador 132.
El compartimento de aportación de aire 98
también puede suministrarse con un humidificador 134 para añadir
humedad al aire en el canal de aportación de aire 124, como se
muestra en la Figuras 9-11. El humidificador 134 se
sitúa en el canal de aportación de aire 124 a lo largo de la vía de
flujo de aire más allá del calentador 76, como se muestra en la
Figuras 9 y 10. En realizaciones preferidas, el humidificador 134 es
un módulo que puede instalarse y retirarse fácilmente del
compartimento de aportación de aire 98 a través de una abertura 136
formada en la cubeta 70, como se muestra en la Figura 11. El
conjunto climatizador 74 puede suministrarse con puertas batientes
138 que están cargadas por resorte y desviadas de forma deformable
hacia una posición cerrada como se muestra en la Figura 11. Cuando
las puertas 138 en la posición cerrada, las puertas 138 definen un
extremo de canal de aportación de aire 124. Cuando el humidificador
134 se instala en el compartimento de aportación de aire 98, el
engranaje de levas del humidificador 134 y las puertas 138 provoca
que las puertas 138 se desplacen a posiciones abiertas, de modo que
una cámara 141 del humidificador esté en comunicación fluida con el
canal de aportación de aire 124 y defina una porción del mismo.
El humidificador Ilustrativo 134 incluye una
bandeja evaporadora 143 que tiene un calentador (no se muestra),
estando el calentador y la bandeja 143 sostenidos por una base 145
como se muestra en la Figura 11. La bandeja 143 contribuye con un
armario 147 que tiene una parte superior 149 y una pared 151
alrededor del perímetro de la parte superior 149 a definir una
cámara 141. La pared 151 se forma para incluir una entrada 153 y una
salida 155. Una puerta 157 se acopla de forma giratoria a la pared
151 adyacente a la entrada 153 para cubrir la entrada 153 y una
puerta 159 se acopla a la pared 151 adyacente a la salida 155 para
cubrir la salida 155. Cuando se instala un humidificador 134 en el
compartimento de aportación de aire 98, el engranaje de levas de
lengüetas 139 sobre el conjunto climatizador 74 y las puertas 157,
159 provoca que las puertas 157, 159 se muevan a posiciones
abiertas de modo que la cámara 141 del humidificador 134 esté en
comunicación fluida con un canal de aportación de aire 124 y defina
una parte del mismo.
El humidificador 134 también incluye un depósito
161 y una tapa de depósito 163 situada de forma ilustrativa por
encima del armario 147 para contener un suministro de agua para el
humidificador 134, como se muestra en la Figura 11. La parte
superior 149 del armario 147 se forma para incluir una abertura 165
y un depósito 166 incluye una abertura complementaria (no se
muestra) en comunicación fluida con la abertura 165 a través de un
regulador de flujo 167. Aunque el depósito ilustrativo 161 es un
tanque situado por encima del armario 147 en el interior del
compartimento de aportación de aire 98, el depósito 161 puede ser
cualquier fuente de agua en comunicación fluida con la bandeja 143
y puede situarse en el interior o exterior de la cubeta 70. Por
ejemplo, el depósito 161 podría ser una bolsa (no se muestra) llena
de agua y que colgase del lado 94 de la cubeta 70.
La bandeja evaporadora 143 se calienta para
vaporizar agua sobre la bandeja 143 y para formar vapor de agua
sobre la bandeja 143. El aire presurizado en el canal de aportación
de aire 124 pasa a través de la entrada 153 y hacia la cámara 141.
El aire presurizado lleva después el vapor de agua desde encima de
la bandeja 143, a través de la salida 155, hacia el canal de
aportación de aire 124, a través de la abertura 116 en el tabique
96, hacia el canal de suministro de aire 110 y hacia las cortinas de
aire 26, 28, 30, 32. Por lo tanto, mediante la instalación de un
humidificador 134 en el compartimento de aportación de aire 98, en
el canal de suministro de aire 110 se abre eficazmente para incluir
una cámara 141 y el aire en las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 se
humidifica para aumentar el contenido de humedad de las cortinas de
aire 26, 28, 30, 32.
Como se ha descrito anteriormente, el
dispositivo de mantenimiento térmico de pacientes 10 puede hacerse
funcionar en un modo cerrado minimizando el aire del exterior del
espacio del paciente 46 extraído hacia la abertura de escape 44 y
maximizando la cantidad de aire recirculado en las cortinas de aire
26, 28, 30, 32. A medida que aumenta la proporción de aire
recirculado sacado por el ventilador 78 hacia el compartimento de
aportación de aire 98 desde el espacio de mezcla de aire126,
aumenta el contenido de humedad del aire en las cortinas de aire 26,
28, 30, 32.
En realizaciones preferidas, el brazo de soporte
de cabina 22 incluye elementos extensibles de modo que la cabina 24
es verticalmente móvil respecto a la superficie de soporte del
paciente 40 entre la posición levantada que se muestra en las
Figuras 1, 3 y 5 y la posición cerrada que se muestra en las Figuras
4 y 6. La abertura de escape 44 es móvil con la cabina 22. El brazo
de soporte de cabina 22 encierra un detector 234 que detecta la
posición vertical de la cabina 24 respecto a la superficie de
soporte del paciente 40.
Como se ha descrito anteriormente, las cortinas
de aire 26, 28, 30, 32 se originan en los orificios de ventilación
42 a lo largo del perímetro de la superficie de soporte del paciente
40 y el aire de las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 se extrae hacia
fuera a través de la abertura de escape 44. A medida que se desplaza
la abertura de escape 44 respecto a la superficie de soporte del
paciente 40 y los orificios de ventilación 42, la velocidad
rotacional del ventilador 78 puede variarse, variando de este modo
la velocidad del aire que comprende las cortinas de aire, así como
variando la succión en la abertura de escape 44 que saca el aire que
comprende las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 a través de la
abertura de escape 44. Por ejemplo, a medida que la abertura de
escape 44 se desplaza más lejos de los orificios de ventilación 42,
la velocidad rotacional del ventilador 78 puede aumentarse para
aumentar la velocidad del aire que comprende las cortinas de aire
26, 28, 30, 32 y para aumentar la succión en la abertura de escape
44. Esta velocidad rotacional aumentada del ventilador 78 asegura
por lo tanto la integridad de las cortinas de aire 26, 28, 30, 32,
incluso cuando la abertura de escape 44 se desplaza lejos de la
superficie de soporte del paciente 40.
El dispositivo de mantenimiento térmico de
pacientes 10 de acuerdo con la presente invención también puede
suministrarse con una pared lateral 146 que incluye las partes de
pared lateral 148, 150, 152, 154, 156 como se muestran en las
Figuras 1-6 para proporcionar una protección
adicional para el paciente 14. Las partes de pared lateral 148,
150, 152, 154, 156 son giratorias entre una posición cerrada hacia
arriba, como se muestra esquemáticamente en la Figura 4 para las
paredes laterales 150, 154, y una posición apartada hacia abajo, que
se muestra esquemáticamente en la Figura 3, que maximiza el acceso
del cuidador al paciente 14.
Como alternativa, las partes de pared lateral
148, 150, 152, 154, 156 pueden montarse de forma deslizante en la
cubeta 70 para deslizarse entre una posición cerrada hacia arriba,
como se muestra esquemáticamente en la Figura 6 para las paredes
laterales 150, 154, y una posición apartada hacia abajo, que se
muestra esquemáticamente en la Figura 5, que maximiza el acceso del
cuidador al paciente 14. Además, la cabina 24 puede incluir dos
elementos laterales de cabina separados alargados 140, 142 y un
soporte alargado 144 intercalado entre los mismos como se muestra
en las Figuras 1, 5 y 6. El soporte 144 se conecta al brazo de
soporte de cabina 22 y cada elemento lateral de cabina 140, 142 se
conecta de forma giratoria al soporte 144 para un movimiento
giratorio respecto al soporte 144 entre una posición hacia abajo,
generalmente paralela a la superficie de soporte del paciente, que
se muestra en la Figura 6, y una posición hacia arriba que maximiza
el acceso al espacio de paciente 46, como se muestra en la Figura
5.
Por lo tanto, el dispositivo de mantenimiento
térmico de pacientes 10 puede desplazarse entre la posición cerrada
de las Figuras 4 y 6 que tienen partes de paredes laterales 148,
150, 152, 154, 156 desplazadas hacia la posición hacia arriba y la
cabina 24 en la posición descendida para encerrar completamente al
paciente 14, y la posición de las Figuras 3 y 5 que tienen las
partes de paredes laterales 148, 150, 152, 154, 156 en la posición
apartada hacia abajo y la cabina 24 en la posición levantada para
maximizar el acceso del cuidador al paciente 14. Además, los
elementos laterales de cabina 140, 142 pueden girarse hacia arriba
para proporcionar al cuidador un acceso aún mayor al paciente 14,
como se muestra en la Figura. 5.
Cuando el dispositivo de mantenimiento térmico
de pacientes 10 se hace funcionar en el modo cerrado como se
muestra en las Figuras 4 y 6, el aire de retorno está compuesto casi
totalmente por aire de las cortinas de aire. Como puede observarse,
a medida que este aire circula a través del dispositivo 10, el mismo
aire pasará varias veces sobre el humidificador 134. Como
resultado, puede aumentarse la humedad añadida al aire recirculante
en las cortinas de aire 26, 28, 30, 32, maximizando el gradiente de
humedad entre el aire en las cortinas de aire 26, 28, 30, 32 y el
espacio de paciente 46. El gradiente de humedad maximizado entre las
cortinas de aire 26, 28, 30, 32 y el espacio de paciente 46
maximizará la transferencia de humedad de las cortinas de aire 26,
28, 30, 32 al espacio de paciente 46 y minimizará el gradiente de
humedad entre el paciente 14 y el espacio de paciente 46,
minimizando de este modo las pérdidas evaporativas de calor del
paciente 14.
Cuando el dispositivo de mantenimiento térmico
de pacientes 10 encierra completamente al paciente 14 como se
muestra en las Figuras 4 y 6, puede ser ventajoso reducir la
velocidad del aire en las cortinas de aire 26, 28, 30, 32. Aunque
la velocidad rotacional del ventilador 78 podría reducirse para
reducir la velocidad del aire, se ha descubierto que la presión de
aire aumentada dentro del dispositivo de mantenimiento térmico de
pacientes 10 causada por el cierre del dispositivo 10 cuando está en
la posición completamente cerrada da como resultado un aumento de
la caída de presión a través del ventilador 78. Este aumento de la
caída de presión da como resultado una reducción satisfactoria de
la velocidad del aire en el sistema sin ningún ajuste de la
velocidad rotacional del ventilador 78.
La cabina 24 también puede suministrarse con una
ventana de rayos X radiolúcida 178 situada por encima de la
superficie de soporte del paciente 40 como se muestra en la Figuras
7, 12, y 13, para su uso durante procedimientos fluoroscópicos. La
ventana de rayos X 178 está configurada para llevar un generador de
rayos X (no se muestra). El colchón 38 puede levantarse por encima
de los orificios de ventilación 42 mediante un ensamblaje de
colocación del colchón 180 para recibir un soporte o bandeja de
casetes de rayos X 193, como se muestra en la Figuras 14 y 15.
Típicamente, el colchón 38 se desciende de nuevo por debajo de los
orificios de ventilación 42 durante el uso después de que la
bandeja 193 se recibe por el ensamblaje de colocación del colchón
180. El uso de la ventana de rayos X 178 permite completar los
procedimientos fluoroscópicos en el paciente 14 sin retirar al
paciente del espacio de paciente 46.
La cabina 24 puede suministrarse adicionalmente
con un accesorio montado en la cabina 162 montado en el soporte
144, como se muestra en las Figuras 12 y 13. El accesorio 162 puede
ser, por ejemplo, una fuente de radiación óptica accesoria que
dirige luz visible hacia el paciente 14 para tratamiento con
fototerapia de afecciones tales como ictericia.
El accesorio 162 puede incluir un conector
giratorio 192 para conectarse a la cabina 24, como se muestra en la
Figura 12, o la cabina 24 puede incluir un conector giratorio 194
para conectarse con el accesorio 162, como se muestra en la Figura
13. Los pasadores 195 montados en la cabina se reciben por aberturas
197 en el soporte 144, como se muestra mejor en la Figura 7, y un
enchufe 196, que se muestra en la Figura 12, conecta eléctricamente
el accesorio 162 al dispositivo de mantenimiento térmico de
lactantes 10.
El accesorio 162 se monta por encima de la
ventana de rayos X 178 y por encima de la abertura de escape 44 y
los conectores 192, 194 reciben el enchufe 196 del accesorio 162. El
accesorio 162, por lo tanto, se acopla a la cabina 24, descansa
sobre la ventana de rayos X 178 y está controlado por el controlador
200 como se muestra en la Figura 16. El accesorio 162 es giratorio
alrededor de un eje de giro 198 adyacente al enchufe 196, como se
muestra en la Figuras 12 y 13 para permitir el acceso a la ventana
de rayos X 178, como se muestra en la Figura 13, durante
procedimientos fluoroscópicos. Además, el accesorio 162 puede
retirarse fácilmente y reinstalarse de modo que un accesorio 162
puede desplazarse entre varios dispositivos de mantenimiento térmico
de pacientes 10.
El dispositivo de mantenimiento térmico de
pacientes 10 también puede suministrarse con un ensamblaje de
colocación de colchón 180, como se muestra en las Figuras 14 y 15.
Además, en realizaciones preferidas, el dispositivo de
mantenimiento térmico de pacientes 10 se suministra con capacidad de
pesado. Se montan celdas de carga escalar 182 por debajo de la
plataforma 36 y entre la plataforma 36 y el ensamblaje de colocación
del colchón 180. Las celdas de carga 182 proporcionan señales que
indican el peso a la plataforma 36 y los objetos sostenidos por la
plataforma 36, incluyendo el colchón 38 y el paciente 14, a un
dispositivo de salida tal como la pantalla 160.
El ensamblaje de colocación del colchón 180
incluye alargadores de tipo tijera 184 que tienen un extremo
superior acoplado a celdas de carga 182 como se muestra mejor en la
Figura 15. Están acoplados tornillos reguladores 186 a los extremos
inferiores de los alargadores 184. Los tornillos reguladores 186
pueden girarse para extender y replegar los alargadores 184,
elevando y descendiendo de este modo los extremos de la plataforma
36 acoplados a los alargadores 184 a través de celdas de carga 182.
Los tornillos reguladores 186 se extienden a través de aberturas
(no se muestran) en la cubeta 70 y se fijan protuberancias 188 a
tornillos reguladores 186, como se muestra en la Figura 14, para
permitir al cuidador girar los tornillos reguladores 186
manualmente.
La plataforma 36 y, por consiguiente, la
superficie de soporte del paciente 40 del colchón 38 puede ajustarse
en una posición de Trendelenburg que tiene la superficie de soporte
del paciente 40 inclinada aproximadamente 10 grados con el extremo
para la cabeza de la superficie de soporte de paciente 40 más abajo
que el extremo para los pies de la superficie de soporte del
paciente 40. También puede desplazarse una superficie de soporte
del paciente 40 a una posición de Trendelenburg inversa que tiene la
superficie de soporte del paciente 40 inclinada aproximadamente 10
grados con el extremo para los pies de la superficie de soporte del
paciente 40 más abajo que el extremo para la cabeza de la
superficie de soporte del paciente 40. Además, la plataforma 36
puede elevarse y bajarse entre una posición hacia arriba, que tiene
la superficie de soporte del paciente 40 por encima de los
orificios de ventilación 42 para facilitar procedimientos tales como
la intubación del paciente 14, y hacia abajo por debajo de los
orificios de ventilación 42, de modo que si se colocan capas
superpuestas (no se muestra) en la parte superior del colchón 38 que
dan como resultado un grosor de colchón efectivo superior, el
colchón 38 y las capas superpuestas pueden desplazarse de modo que
la superficie de descanso en la parte superior tanto del colchón 38
como de las capas superpuestas estén a la altura deseada respecto a
los orificios de ventilación 42.
La plataforma 36 puede formarse adicionalmente
para incluir una ranura 190 para recibir una bandeja 193 por debajo
de la plataforma 36 como se muestra en las Figuras 14 y 15. Puede
usarse la bandeja 193, por ejemplo, para llevar equipamiento tal
como un casete de rayos X 197 para procedimientos fluoroscópicos.
Como se ha descrito anteriormente, el accesorio 162 puede girarse
alrededor de un eje de giro 198 para exponer la ventana de rayos X
178 durante los procedimientos fluoroscópicos. El colchón 38 y la
plataforma 36 están hechos de materiales radiolúcidos de modo que
el equipo generador de rayos x (no se muestra) puede colocarse por
encima de la ventana de rayos X 178 y puede colocarse un casete de
rayos X 197 que contiene una película en la bandeja 193 permitiendo
realizar procedimientos fluoroscópicos en el paciente 14 mientras
que el paciente 14 permanece en la superficie de soporte del
paciente 40.
La Figura 16 ilustra un sistema de control para
el dispositivo de mantenimiento térmico de lactantes 10. La Figura
16 ilustra la parte de soporte del lactante o superficie de descanso
38, un calentador de convección 76, un calentador radiante 56, un
humidificador 134 y un controlador 200. La superficie de descanso 38
está diseñada para servir de soporte a un lactante o bebé 14 en una
posición tal que el calentador de convección 76 o el calentador
radiante 56 pueden calentar al bebé 14 como se ha analizado
anteriormente. El bebé 14 también puede calentarse mediante una
combinación del calentador de convección 76 y el calentador radiante
56. El calentador de convección 76 y el calentador radiante 56
pueden usarse para calentar al bebé 14 directamente o
indirectamente. Aunque se usan los términos "bebé" y
"lactante" en esta memoria descriptiva, se entiende que
cualquier paciente puede usar el presente aparato de la presente
invención, no sólo un bebé o lactante.
El controlador 200 es un controlador basado en
un microprocesador que tiene una memoria interna. El controlador
200 recibe diversas entradas. Una sonda o detector de temperatura
del bebé 202 está unido al bebé 14 para proporcionar una señal de
salida de temperatura del bebé medida al controlador 200 en la línea
204. Además, se coloca una sonda o detector de temperatura del aire
206 próximo al bebé 14 para proporcionar una señal de salida de
temperatura del aire medida. El detector de temperatura del aire 206
está conectado al controlador 200 mediante la línea 208.
Un dispositivo de entrada de valor prefijado de
temperatura del aire 210 se acopla al controlador 200 mediante la
línea 212. El dispositivo de entrada de temperatura del aire permite
a un cuidador ajustar un valor prefijado de temperatura del aire
deseado. Un selector de modo 214 también se acopla al controlador
200 mediante la línea 216. El selector de modo 214 permite a un
cuidador seleccionar entre un Modo Bebé de funcionamiento, un Modo
Aire de funcionamiento y un Modo Procedimiento de funcionamiento
para el dispositivo 10 como se analiza en detalle a continuación.
El dispositivo de entrada de valor prefijado de temperatura de bebé
218 se acopla al controlador 200 mediante la línea 220. El
dispositivo de entrada de temperatura del bebé 218 permite a un
cuidador seleccionar la temperatura deseada para el bebé 14.
Una salida del controlador 200 en la línea 222
se acopla a un calentador convectivo 76. Otra salida del controlador
200 se acopla a un ventilador 78 mediante la línea 224. Por lo
tanto, el controlador 200 controla el calentador 76 y el ventilador
78 para suministrar una cantidad correcta de calor convectivo al
dispositivo de mantenimiento térmico del lactante 10 para calentar
al bebé 14 como se ilustra esquemáticamente mediante flechas 226. El
flujo de aire se controla mediante una pluralidad de orificios de
ventilación 42. Los orificios de ventilación 42 dirigen aire para
calentar al bebé 14 y también dirigen aire para formar una o más
cortinas de aire para proporcionar un espacio de paciente
controlado.
controlado.
Otra salida de controlador 200 en la línea 228
se acopla a un calentador radiante 56. Por lo tanto, el controlador
200 controla la salida IR de calor radiante 56. La posición del
calentador radiante 56 es ajustable en la dirección de la flecha de
doble punta 230 respecto a la superficie de descanso 38 por ajuste
del brazo de soporte de cabina (no se muestra). El calentador 56
emite radiación infrarroja como se ilustra esquemáticamente
mediante las flechas 232 para calentar al bebé 14. La intensidad del
calentador radiante 56 se ajusta mediante el controlador 200
dependiendo de la posición del calentador 56 respecto a la
superficie de descanso. Se proporciona un potenciómetro u otro
indicador de posición 234 para generar una señal de salida
indicativa de la posición del calentador radiante 56 respecto a la
superficie de descanso 38. Una salida de un indicador de posición
234 se acopla al controlador 200 mediante lar línea 236. El
controlador 200 ajusta por lo tanto la salida del calentador
radiante 56 basándose en la señal de salida del indicador de
posición 234 en la línea 236.
Una salida del controlador 200 en la línea 238
se acopla con una alarma audible 240 y/o una luz de alarma 242. Las
alarmas 240 y 242 se usan para avisar a un cuidador de diversas
situaciones que se analizan a continuación.
Una salida del controlador 200 también controla
o ajusta el humidificador 134 para controlar la cantidad de humedad
en el aire suministrado por el calentador convectivo y usado para
generar las cortinas de aire. Como se analiza a continuación, un
detector de humedad 388 proporciona una señal de salida indicativa
de la humedad relativa detectada en el aire adyacente a la
superficie de descanso 38. El controlador 200 usa la señal de
salida del detector de humedad 388 para controlar el humidificador
134 para mantener la humedad relativa a un nivel sustancialmente
preseleccionado. También como se analiza a continuación, se usa un
dispositivo de entrada para permitir al cuidador ajustar el nivel de
humedad preseleccionado.
La Figura 17 ilustra un diagrama de bloques de
flujo de datos para el controlador 200 de la presente invención.
Además de las cuestiones analizadas anteriormente, se proporciona un
detector 244 para indicar que el detector de temperatura 202 se ha
desprendido del bebé 14. Una señal de sonda suelta 244 provoca que
el controlador 200 genere una señal de alarma en las alarmas 240 y
242.
Además, se acoplan detectores de orificios de
ventilación bloqueados 246 al controlador 200. Los detectores 246
incluyen de forma ilustrativa un detector de orificio de ventilación
derecho bloqueado, un detector de orificio de ventilación izquierdo
bloqueado, un detector de orificio de ventilación frontal bloqueado
y un detector de orificio de ventilación trasero bloqueado. Un
detector de entrada de aire bloqueada 250 se acopla al controlador
200. Los detectores 246 y 250 proporcionan señales para el
controlador 200 para generar las alarmas 240 y 242 si los orificios
de ventilación o la entrada de aire se bloquean.
El detector de orificio de ventilación derecho
bloqueados 246 y el detector de orificio de ventilación izquierdo
bloqueado 248 detectan cuándo están bloqueados los orificios de
ventilación adyacentes a la superficie de descanso 38. Los
detectores 246 y 248 proporcionan una entrada para el controlador
200 que genera una señal de salida en la pantalla 255 de la
interfaz de usuario 160 o las alarmas 240 o 242. En la realización
preferida, un par de detectores se colocalizan en un material
estrecho con una baja conductividad térmica. Por ejemplo, los
detectores 246 y 248 pueden ser un par de detectores de temperatura
de silicio colocados en una cinta de Kapton. Uno de los detectores
funciona a un bajo nivel de energía. El otro funciona a un nivel de
energía moderadamente elevado, dando como resultado el
autocalentamiento de la matriz semiconductora y, por lo tanto, una
indicación de temperatura aumentada del detector. El flujo de aire a
través de los orificios de ventilación y a través del detector
elimina el calor y por lo tanto disminuye la indicación de
temperatura eficaz. Cuanto mayor la velocidad de flujo de aire, más
calor se elimina. La velocidad de flujo de aire es inversamente
proporcional a la diferencia de las lecturas de los dos detectores.
Por lo tanto, cuando la diferencia de temperatura aumenta por
encima de un nivel predeterminado, se genera una señal de salida
mediante el controlador 200 para iniciar la alarma 240 o la alarma
242 o para proporcionar una indicación en la
pantalla 255.
pantalla 255.
Un detector de corriente CA 252 se acopla
también al controlador 200. Además, un detector de cruce por cero
CA 254 se acopla al controlador 200. Los detectores 252 y 254
permiten al controlador 200 controlar la corriente antes y después
de que se encienda el dispositivo 10. Durante un periodo
"apagado" el controlador 200 detecta si los calentadores
realmente se apagan. El detector de cruce por cero 254 revisa el
funcionamiento del detector de corriente 252 y reinicia el sistema
si no existe señal. Un tacómetro de ventilador 256 se acopla al
controlador 200. El tacómetro de ventilador 256 proporciona una
señal de entrada para el controlador 200 indicativa de la velocidad
del ventilador. El controlador 200 compara la velocidad de
ventilador real del tacómetro de ventilador 256 con la velocidad de
ventilador deseada y por consiguiente ajusta una señal de comando de
ventilador para el ventilador 78.
Una interfaz de usuario 160 permite al cuidador
introducir información en el controlador 200. La interfaz de
usuario 160 pueden ser dispositivos de entrada separados tales como
los dispositivos 210, 214 y 218. La interfaz de usuario 160 permite
al cuidador introducir información en el controlador 200 relacionada
con el modo de funcionamiento, el valor prefijado de temperatura
del aire, el valor prefijado de temperatura del bebé, un reloj de
tiempo real y un silenciador de alarma. De forma ilustrativa, se usa
una rueda de control giratoria 257 para desplazarse a través de
diversas opciones del menú de control. Se entiende que puede usarse
cualquier tipo de dispositivo de entrada de control. El controlador
200 extrae información relacionada con un código de alarma,
temperatura del aire y temperatura del bebé hacia la interfaz de
usuario 160. La interfaz de usuario 160 incluye una pantalla 255 de
modo que puede presentarse información de control para el
cuidador.
La comunicación entre el controlador 200 y la
interfaz de usuario 160 se aplica mediante una interfaz en serie
usando un protocolo maestro-satélite. El controlador
200 es el maestro y la interfaz de usuario 160 es el satélite. El
controlador 200 controla un enlace de comunicación mediante el
inicio de la transferencia de mensaje. El controlador 200 genera
una condición de partida, la dirección de la interfaz de usuario,
indicando los bits de lectura/escritura si el mensaje es una
transmisión para la interfaz de usuario 160 (escritura) o una
solicitud de un mensaje desde la interfaz de usuario (lectura). El
controlador 200 también genera una condición de parada que indica
el final de un mensaje. La interfaz de usuario 160 responde
solamente cuando se ha iniciado una transferencia por el
controlador maestro 200. Se entiende que pueden usarse otros
protocolos de comunicación de acuerdo con la presente invención.
El controlador 200 de la presente invención
tiene tres modos de funcionamiento para controlar el calentamiento
del bebé 14. Estos modos de funcionamiento son un Modo Bebé, un Modo
Aire y un Modo Procedimiento. En el Modo Aire, el aire en la cámara
está bajo servocontrol. El punto de control es el valor prefijado de
aire. La fuente de energía infrarroja se inhabilita durante el Modo
Aire. En el Modo Bebé, el controlador 200 combina calor convectivo
y energía infrarroja para servocontrolar aproximadamente el valor
prefijado de temperatura del bebé. En el Modo Procedimiento, se
suministra energía infrarroja a un nivel establecido por el
cuidador. El aire de la cámara se calienta a un nivel
preseleccionado usando el calentador convectivo.
En esta memoria descriptiva, el término "valor
prefijado de aire" es una temperatura de punto de control para
el Modo Aire. El "valor prefijado de bebé" es una temperatura
de punto de control para el Modo Bebé. La "temperatura de aire
medida" es una medición de temperatura calibrada del aire
ambiental mediante el detector 206 en la proximidad de la
superficie de descanso 38. La "temperatura de bebé medida" es
una medición de temperatura calibrada de la sonda 202 en el bebé.
La "condición del brazo superior" es una indicación de la
posición relativa del brazo superior que sostiene el calentador
radiante 56 del indicador de posición 234. El "comando
convectivo" es un valor que representa el porcentaje de energía
del calentador convectivo. El "comando IR" es un valor que
representa la densidad de energía deseada en la superficie del
colchón. Los términos "estabilidad" o "estable" son
cuando se observan fluctuaciones de temperatura de menos de 0,3ºC y
estas fluctuaciones se centran predominantemente alrededor del
valor
prefijado.
prefijado.
Cuando se enciende la energía para el
dispositivo 10, se definen dos estados posibles, diferenciados por
la cantidad de tiempo que ha estado apagado el dispositivo 10. Se
inicia un inicio en caliente si el dispositivo ha estado apagado
menos de 10 minutos. El modo de funcionamiento, valores prefijados y
otras condiciones vigentes antes de la pérdida de energía se
restituyen. Después el controlador de 200 reanuda las funciones de
control, en el estado en el que estaba justo antes de la retirada
de energía. El dispositivo también incluye un Modo Precalentamiento
(Inicio en Frío). El Modo Precalentamiento se inicia por el
controlador 200 automáticamente si el encendido de energía se
produce más de 10 minutos después del último uso del dispositivo.
Este Modo Precalentamiento pretende ayudar a los cuidadores a
preparar el dispositivo para el uso. La funcionalidad del
"modo" de precalentamiento es la del modo aire con el valor
prefijado de aire en un valor por defecto (por ejemplo, 35 grados
C). Un icono de modo aire se iluminará en la pantalla, y se apagarán
los iconos del modo bebé y del modo procedimiento. El mensaje
"precalentamiento" se indicará en la pantalla de visualización
de LCD. Las alarmas de baja temperatura están inactivas en el Modo
Precalentamiento. Las alarmas relacionadas con errores de sistema
(por ejemplo, fallo de sistema, avería de calentador, etc.) están
activas. Cuando la temperatura ha alcanzado la temperatura de
Precalentamiento y ha sido estable durante 2 minutos, aparece el
mensaje "Listo para usar - Seleccionar Modo de Funcionamiento"
en la pantalla de LCD. Este mensaje permanece en la pantalla de LCD
hasta que se cancela el modo. El Modo Precalentamiento se cancela
mediante una acción deliberada del cuidador. Esto puede ocurrir en
cualquier momento durante el Modo Precalentamiento. Pulsar el modo,
las teclas de aumento o disminución, iniciará una salida del Modo
Precalentamiento.
En el Modo Aire, la temperatura del aire en el
interior del espacio que acoge al lactante se controla usando
solamente el calentador convectivo 76 y el ventilador 78. El
controlador 200 ajusta el calentador convectivo 76 para mantener la
temperatura del aire deseada. En el Modo Aire, el calentador
radiante 56 está apagado. La sonda de bebé 202 no es necesaria para
el funcionamiento en el Modo Aire. Sin embargo, si la sonda 202 se
conecta al dispositivo, entonces se presenta la temperatura del bebé
medida. El valor prefijado de temperatura de bebé no se usa en el
Modo Aire. Se ilumina un icono de aire y los iconos de Modo Bebé y
Modo Procedimiento se apagan. Las alarmas relacionadas con los
errores de sistema (por ejemplo, fallo de sistema, avería de
calentador, etc.) están activas.
Existe una "condición de temperatura
excesiva" cuando la temperatura del aire medida por el detector
206 supera el valor prefijado del aire en más de 1ºC. Las alarmas
de temperatura excesiva están siempre activas. Existe una
"condición de baja temperatura" cuando la temperatura del aire
medida por el detector 206 es menor que el valor prefijado del aire
en más de 1ºC. Las alarmas de baja temperatura están activas después
de un periodo de mantenimiento de baja temperatura. Cuando se
aumenta el valor prefijado del aire, la alarma de baja temperatura
se anula hasta que la temperatura del aire ha aumentado y se ha
estabilizado alrededor del nuevo valor prefijado. Después de que la
temperatura del aire haya sido estable durante dos minutos en el
nuevo valor prefijado, entonces se vuelve a activar la alarma de
baja temperatura.
\newpage
Un error de valor prefijado (E_{sp}) se
calcula de forma continua por el controlador 200 a partir de la
diferencia del valor prefijado del aire (SP_{aire}) y el valor
medido de temperatura del aire de la forma siguiente:
Donde:
SP_{aire} es el valor prefijado de temperatura
del aire.
MV_{aire} es el valor medido de la temperatura
del aire por el detector 206.
El controlador 200 funciona llevando el E_{sp}
a cero. Esto se consigue con un control de "tres términos" que
proporciona respuestas Proporcional (P), Integral (I) y Derivada (D)
calculadas a partir de los valores actuales y recientes de
E_{sp}. Las respuestas individuales se suman, formando la entrada
a un bloque de salida de energía (el término bloque se usa en este
documento para representar una función o grupo de funciones). El
bloque de energía recibe la suma de PID y produce un comando de
salida que representa la cantidad necesaria de energía de calentador
para llevar el E_{sp} a cero.
Un diagrama de bloques del control del Modo Aire
se ilustra en la Figura 18. El bloque E_{sp} 260 calcula el
E_{sp} como se ha analizado anteriormente. El bloque P 262 en la
Figura 18 produce el término proporcional que aumenta con la
magnitud de E_{sp}, tiene el mismo signo algebraico que E_{sp} y
es cero cuando E_{sp} es cero. El cálculo del término P es de la
forma siguiente:
Donde:
K_{p} es una constante de ganancia
proporcional.
El Bloque I 264 en la Figura 18 produce el
término integral que se genera a partir del cálculo del área de la
de E_{sp} frente al tiempo. Con el error constante, I aumenta
gradualmente. Cuando el error es cero, I permanece sin cambios.
Puede usarse un método numérico apropiado (por ejemplo, la regla
trapezoidal) para calcular el término integral. El término I se
calcula de la forma siguiente:
Donde:
t es el tiempo
K_{i} es un término de ganancia integral.
El bloque D 266 de la Figura 18 produce el
término derivado que se genera a partir del cálculo de la velocidad
de cambio de E_{sp}. Con el error constante, D es cero. El término
D se calcula de la forma siguiente:
Donde:
K_{d} es un término de ganancia derivada.
P, I y D se añaden juntas y se presentan al
bloque de energía 268. El bloque de energía traduce esta suma en un
comando de calentador para controlar el calentador convectivo 76.
Antes de la suma, los términos P, I y D se limitan para asegurar que
la repuesta del calentador se limitada a valores razonables.
Limitación sobre P: -P_{máx} < P <
P_{máx}
Limitación sobre I: -I_{máx} < I <
I_{máx}
Limitación sobre D: -D_{máx} < D <
D_{máx}
Donde:
P_{máx} es el límite superior/inferior para
P.
I_{máx} es el límite inferior/superior I.
D_{máx} es el límite inferior/superior para
D.
\vskip1.000000\baselineskip
La ecuación para el comando de energía del
calentador es la siguiente:
Donde:
P, I y D son los valores límite de las
ecuaciones anteriores.
K_{bir} es una constante de ganancia de
calentador
Una función, el accionador de energía del
calentador, proporciona energía al calentador 76. La entrada en
esta función es H_{cmd}, que se actualiza periódicamente mediante
la acción de PID. Se ilustra un diagrama de bloques del circuito
calentador en la Figura 19. La carga del calentador 76 se acciona
desde una línea CA 270 y se modula con un algoritmo proporcional al
tiempo. En cualquier momento dado, el calentador 76 está encendido
o apagado. Se consiguen niveles de energía variables modulando la
característica de encendido/apagado del calentador 76. El tiempo
mínimo encendido es la mitad del periodo de la línea CA (por
ejemplo, 8,3/10,0 ms con conductor principal a 60/50Hz). El periodo
de integración es de 100 de dichos ciclos de media línea. El
periodo de integración se selecciona de modo que la constante de
tiempo del calentador sea mucho mayor que el periodo de
integración. Se consigue una energía del 40%, por ejemplo,
encendiendo el calentador al máximo durante 40 semiciclos y
apagándolo durante 60 semiciclos. Al final de un periodo de
integración, se recibe una nueva H_{cmd} y se genera una nueva
característica de encendido/apagado para el nuevo valor de
H_{cmd}. Se generan señales de H_{cmd} en los bloques de función
PID 262, 264, 266 y se hacen disponibles para el accionador de
energía de calentador 272. Estas dos funciones funcionan de forma
asincrónica. La H_{cmd} se transfiere mediante un buzón. Una
interfaz de línea CA 273 se acopla entre el accionador de energía
del calentador 272 y el calentador 76.
Una salida de ejemplo es:
1. Encender el calentador al comienzo de un
ciclo de integración.
2. Mantenerlo encendido para el nivel de energía
solicitado.
3. Apagar el calentador y esperar a que se
realice el periodo de integración.
Puede desearse limitar la energía para evitar
superar la extracción máxima de energía. Para esto está disponible
un detector de corriente 274 en las líneas CA.
La Figura 20 ilustra las etapas realizadas por
el controlador 200 durante el Modo Aire de funcionamiento. El Modo
Aire se inicia como se ilustra como bloque 276. El controlador 200
determina si usar el valor prefijado de temperatura por defecto en
el bloque 278. Si se va a usar el valor por defecto, el valor
prefijado de temperatura del aire se ajusta a 35ºC como se ilustra
en el bloque 280. Si el valor prefijado por defecto no se va a usar
en el bloque 278, el controlador 200 restituye el valor prefijado
previo establecido por el dispositivo de entrada de valor prefijado
de temperatura del aire 210. Esta etapa se ilustra en el bloque 282.
Una vez que se restituye el valor prefijado previo en el bloque
282, el controlador avanza hacia el bloque 284 y los detectores de
muestras 202 y 206. El controlador 200 determina si la sonda de piel
202 está conectada en el bloque 286. Si lo está, el controlador 200
muestra la temperatura del bebé en la pantalla como se ilustra en el
bloque 288. Si el detector de temperatura del bebé 202 no está
conectado, el controlador 200 pone en blanco la visualización de la
temperatura del bebé como se ilustra en el bloque 290.
El controlador 200 determina a continuación si
existe una condición de alarma como se ilustra en el bloque 292. Si
existe, el controlador 200 ajusta el código de alarma en el bloque
294 y hace sonar la alarma apropiada 240 ó 242 como se ilustra en
el bloque 296. Si no existe una condición de alarma en el bloque
292, el controlador 200 usa el control PID analizado anteriormente
para controlar la temperatura del aire del dispositivo como se
ilustra en el bloque 298. Después, el controlador 200 determina si
se ha realizado un cambio de modo en la entrada del selector de
modo 214 en el bloque 300. Si se ha producido un cambio de modo, el
controlador 200 se desplaza al Modo Bebé como se ilustra en el
bloque 302 o al Modo Procedimiento como se ilustra en el bloque
304.
Si no se ha producido un cambio de modo en el
bloque 300, el controlador 200 determina si el valor prefijado de
temperatura del aire se ha modificado en el bloque 206. Si no, el
controlador avanza de nuevo hacia el bloque 284. Si el valor
prefijado de temperatura del aire se ha modificado en el bloque 306,
el controlador 200 actualiza el valor prefijado de temperatura e
inicia el retraso para la alarma de baja temperatura como se ha
analizado anteriormente, como se ilustra en el bloque 308. Después,
el controlador 200 avanza de nuevo hacia el bloque 284.
En el Modo Bebé, el controlador 200 hace un uso
total de ambos sistemas calentadores, aplicando calor convectivo a
partir del calentador 76 y aplicando también calentamiento radiante
a partir del calentador 56 según sea necesario para mantener la
temperatura de la piel del bebé 14 al valor prefijado de temperatura
del bebé. El Modo Bebé requiere que la sonda de piel 202 esté
conectada al bebé 14. En el Modo Bebé, se muestra la temperatura
del aire, pero no se usa el valor prefijado de temperatura del aire.
Se ilumina un icono de bebé en la pantalla y se apagan los iconos
de Modo Aire y Procedimiento. Existe una condición de temperatura
excesiva cuando la temperatura del bebé supera el valor prefijado
de temperatura del bebé en más de 0,5ºC. Las alarmas de temperatura
excesiva están siempre activas. Existe una alarma de baja
temperatura cuando la temperatura del aire es menor que el valor
prefijado de temperatura del bebé en más de 0,5ºC. Las alarmas de
baja temperatura están activas después del periodo de mantenimiento
a baja temperatura. Véase la discusión en la sección anterior (Modo
Aire) para una definición de mantenimiento de baja temperatura.
El error de valor prefijado (E_{sp}) para el
Modo Bebé se calcula de forma continua a partir de la diferencia del
valor prefijado de bebé (SP_{bebé}) y del valor medido de
temperatura del bebé de la forma siguiente:
Donde:
SP_{bebé} es el valor prefijado de temperatura
del bebé.
MV_{bebé} es el valor medido del bebé.
El calor convectivo se controla con el bloque de
control PID, como se ilustra en la Figura 21. Se añade un circuito
adicional que controla el calentador IR cuando funciona en el Modo
Bebé. El calentamiento IR es básicamente un controlador de solo
"I". El circuito de calentamiento IR deriva la entrada de los
términos de derivado y de comando de calor (H_{cmd}) del circuito
PID convectivo.
En la Figura 21, K1 es una constante de ganancia
proporcional convectiva. K2 es una constante de ganancia derivada
convectiva. K3 es una constante de ganancia integral convectiva. K4
es una constante de ganancia proporcional IR. K5 es una constante
de ganancia derivada IR. El diagrama de bloques de control se usa
para generar tanto el comando de calor convectivo para controlar el
calentador 76 como el comando de calor IR para controlar el calor
radiante 56. Ambos comandos de calor se generan mediante un módulo
de energía de modulación de ancho de pulso. La salida del
comparador de umbral es E_{sp} cuando H_{cmd} es mayor que
H_{ul}. La salida del comparador de umbral es cero cuando
H_{cmd} está entre H_{ul} y H_{ll}. La salida del comparador
de umbral es -E_{sp} cuando H_{cmd} es menor que H_{ll}.
El término derivado del circuito convectivo es
sensible a la velocidad instantánea de cambio de E_{sp}. Esto
proporciona un rápido calentamiento IR si el valor medido del bebé
(MV_{bebé}) cae. El término H_{cmd} del circuito convectivo
representa la energía aplicada al calor convectivo. Cuando la
energía convectiva supera un umbral superior (H_{ul}), la energía
IR comienza a aumentar gradualmente. Esto continúa mientras que la
energía convectiva esté por encima de H_{ul}. Cuando la energía
convectiva cae por debajo de un umbral inferior (H_{II}), la
energía IR comienza a descender gradualmente. Esto se ilustra en la
Figura 22.
Donde:
IR_{ed(k)} y
IR_{ed(k-1)} son densidades de energía IR
(por ejemplo, mW/cm^{2}).
K_{ird} es una constante de ganancia IR para
el término derivado.
K_{irp} es una constante de ganancia IR para
el término proporcional.
UR es una velocidad de actualización de
IR_{ed}.
SGN es +1 cuando H_{cmd}>H_{ul},
-1 cuando H_{cmd} <H_{ll}, y 0 de otro modo.
La densidad de energía varía inversamente con la
distancia del calentador IR 56 de la superficie de descanso 38. Se
observarán amplias variaciones en la densidad de energía (en la
superficie de descanso 38) para un nivel de energía dado a medida
que el calentador radiante se desplaza hacia arriba y hacia abajo.
Para superar esto, el nivel de energía se ajusta en función de la
altura del brazo superior. Un indicador de posición 234 tal como un
potenciómetro está conectado al mecanismo de elevación del brazo
proporciona una señal de salida de posición al controlador 200. El
voltaje del potenciómetro se controla periódicamente por el
controlador 200 y se usa en la función de control del calentador.
El voltaje del potenciómetro varía de V_{posl} a V_{posh}, y
varía directamente con la posición. La posición relativa viene dada
por:
Donde:
V_{pos} es el valor A/D del Detector de
Posición 234.
V_{posl} es un límite inferior en el valor A/D
de posición.
V_{posh} es un límite superior en el valor A/D
de posición.
OHA_{rel} es la posición relativa del brazo
superior.
\vskip1.000000\baselineskip
La posición absoluta de las fuentes IR con
respecto a la superficie del colchón es:
Donde:
OHA_{rel} es la posición relativa del brazo
superior.
OHA_{mín} es la posición del brazo superior
cuando está "completamente abajo".
\vskip1.000000\baselineskip
Para conseguir una densidad de energía
relativamente constante en la superficie del colchón 38, se usa la
siguiente ecuación:
Donde:
IR_{ed} es la densidad de energía en la
superficie del colchón.
K_{ir} es una constante.
OHA_{abs} es la posición absoluta de las
fuentes IR respecto a la superficie del colchón como viene dada en
la ecuación anterior. n es una constante.
IR_{cmd} es el coeficiente de utilización del
calentador IR 56.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta ecuación de densidad de energía constante
puede reorganizarse para producir el coeficiente de utilización de
fuente IR en función de la densidad de energía.
Son necesarios modificadores para el algoritmo
de control para adaptarse a condiciones especiales. El comando de
energía para el calentador debe poder modificarse basándose en el
estado de diversas alarmas y fallos de sistema. Por ejemplo, si
fuera a ocurrir un fallo de sistema, el calentador debería recibir
la orden de energía cero. Puede ser necesario limitar la energía
para evitar superar la extracción de energía máxima. Para esto están
disponibles detectores de corriente en las líneas CA.
El funcionamiento del controlador 200 en el Modo
Bebé se ilustra en la Figura 23. El Modo Bebé comienza en el bloque
310. El controlador 200 determina si usar el valor prefijado de
temperatura de bebé por defecto como se ilustra en el bloque 312.
Si se va a usar el valor prefijado de temperatura del bebé por
defecto, el controlador 200 ajusta el valor prefijado de
temperatura del bebé a 36,5ºC, como se ilustra en el bloque 314. Si
el valor prefijado por defecto no se usa, el controlador 200
restituye la entrada de valor prefijado de temperatura del bebé
previa en el dispositivo de entrada de valor prefijado de
temperatura del bebé 218 como se ilustra en el bloque 316. El
controlador 200 avanza después hacia el bloque 318 y muestrea las
señales de salida de los detectores 202 y 206. El controlador 200
determina si el detector de sonda de la piel 202 está funcionando o
unido en el bloque 320. Si no, el controlador 200 pone en blanco la
salida de temperatura del bebé en la pantalla como se ilustra en el
bloque 322. Después, el controlador ajusta un estado aceptable y
ajusta un código de alarma en el bloque 324. Se activa una alarma
apropiada 240 ó 242 para indicar que el detector del bebé 202 está
desprendido o no funciona como se ilustra en el bloque 326. Si el
detector de temperatura del bebé 202 está funcionando
adecuadamente, el controlador 200 presenta la temperatura del bebé
en el bloque 328.
El controlador 200 determina si se ha producido
una condición de alarma en el bloque 330. Si es así, el controlador
200 avanza hacia los bloques 324 y 326. Si no se ha producido una
condición de alarma, el controlador 200 controla el calentador
convectivo 76 y el calentador radiante 56 usando el control PID
analizado anteriormente como se ilustra en el bloque 332.
El controlador 200 determina después si se ha
producido un cambio de modo en el bloque 334. Si es así, el
controlador 200 se desplaza al Modo Aire como se ilustra en el
bloque 336 o al Modo Procedimiento como se ilustra en el bloque
338.
Si no se cambia el modo en el bloque 334, el
controlador 200 determina si se ha modificado el valor prefijado de
temperatura del bebé en el bloque 340. Si no, el controlador 200
avanza hacia el bloque 318. Si el valor prefijado de temperatura
del bebé se ha modificado en el bloque 340, el control 200 actualiza
el valor prefijado de temperatura del bebé y retrasa la alarma de
temperatura como se ilustra en el bloque 342. Después, el
controlador 200 avanza hacia el bloque 318.
El Modo Procedimiento es similar al modo manual
de calentadores radiantes. Los cuidadores pueden ajustar la energía
IR según sea necesaria para el procedimiento. La sonda de la piel
202 no necesita estar conectada en este modo. Si lo está, se
mostrará la temperatura de la piel. Si no lo está, la temperatura de
la piel en la pantalla estará en blanco.
Se muestra la temperatura del aire, pero se
apaga el valor prefijado de temperatura del aire. El icono de
procedimiento se ilumina y los iconos de aire y bebé se apagan. La
densidad de energía IR se ajusta por el cuidador. El ciclo de
coeficiente de utilización IR se modula en función de la distancia
del brazo superior, como se ha descrito anteriormente. La energía
convectiva se suministra a un nivel especificado.
El funcionamiento del controlador 200 en el Modo
Procedimiento se ilustra en la Figura. 24. El Modo Procedimiento
comienza en el bloque 344. El controlador 200 ajusta al nivel IR a
10 mW/cm^{2} como se ilustra en el bloque 346. El controlador 200
muestrea los detectores 202 y 206 como se ilustra en el bloque 348.
El controlador 200 determina si la sonda de piel del bebé está
conectada en el bloque 350. Si no, el controlador 200 pone en
blanco la salida de temperatura del bebé en la pantalla como se
ilustra en el bloque 352. Después, el controlador 200 avanza hacia
el bloque 358. Si la sonda de piel está conectada en el bloque 350,
el controlador determina si la salida de la sonda de piel es una
lectura válida en el bloque 354. Si no, el controlador 200 avanza
hacia el bloque 352. Si la lectura del detector 202 es válida, el
controlador 200 muestra la temperatura del bebé en el bloque
356.
El controlador 200 determina si existe una
condición de alarma en el bloque 358. Si es así, el controlador 200
ajusta un estado aceptable y ajusta el código de alarma en el bloque
360. Después, el controlador 200 hace sonar la alarma apropiada 240
ó 242 como se ilustra en el bloque 362. Si no existe una condición
de alarma en el bloque 358, el controlador 200 proporciona una
energía de calentador convectivo fija como se ilustra en el bloque
364. Después, el controlador 200 determina si se ha producido un
cambio de modo desde el selector de modo 214, como se ilustra en el
bloque 366. Si se ha producido un cambio de modo, el controlador 200
avanza hacia el Modo Bebé como se ilustra en el bloque 368 o hacia
el Modo Aire como se ilustra en el bloque 370.
Si el modo no ha cambiado en el bloque 366, el
controlador 200 determina si el valor prefijado de nivel IR ha
cambiado en el bloque 372. Si no, el controlador 200 avanza hacia el
bloque 348. Si ha cambiado el valor prefijado de nivel IR en el
bloque 372, el controlador 200 actualiza este valor prefijado como
se ilustra en el bloque 374 y después avanza hacia el bloque
348.
Se ilustran características adicionales de la
presente invención en la Figura 25. Otro aspecto de la presente
invención es el control del ruido en la región adyacente al
dispositivo 10. El aparato de control del ruido proporciona una
indicación visual que usa la pantalla 255 o la luz de alarma 242
cuando se ha superado un umbral de ruido predeterminado. Un
micrófono 380 se localiza próximo al dispositivo 10. El micrófono
380 puede colocarse en el propio dispositivo 10 cerca de la
superficie de descanso 38. Además, el micrófono 380 puede colocarse
sobre el bebé 14 junto con un detector de temperatura 202. El
micrófono proporciona una señal de salida para el controlador 200
para indicar el nivel de ruido. Un cuidador puede ajustar un nivel
umbral predeterminado usando un control en una interfaz de usuario
160. Si se supera el nivel de ruido umbral predeterminado, el
controlador 200 genera una señal de salida para iniciar el indicador
de ruido 382.
El controlador 200 también se acopla a un
detector de luz 384. De nuevo, el detector de luz 384 puede
localizarse en cualquier lugar adyacente al dispositivo 10.
Preferiblemente, el detector de luz 384 se localiza próximo a la
superficie de descanso 38. El detector de luz 384 puede acoplarse al
bebé 14 adyacente al detector de temperatura 202. El cuidador puede
proporcionar un nivel de luz umbral predeterminado usando un
dispositivo de interfaz 160. El controlador 200 proporciona una
señal de salida para un indicador de luz 386 que indica que se ha
superado el nivel de luz preseleccionado. Puede usarse una pantalla
255 en la interfaz de usuario 160 para el indicador de luz.
El controlador 200 puede almacenar las señales
del micrófono 380 y del detector de luz 384 si se desea. Estas
señales almacenadas pueden procesarse y mostrarse al cuidador. El
indicador de ruido 382 y el indicador de luz 386 pueden acoplarse al
dispositivo 10 o localizarse en una localización remota.
El controlador 200 también se acopla a una
salida de celdas de carga 182. El controlador 200 procesa las
señales de las celdas de carga 182 para proporcionar una indicación
del peso del paciente. La salida puede mostrarse en la pantalla 255
de la interfaz de usuario 160. Un cuidador puede proporcionar una
entrada para una solicitud de peso o solicitud de peso de tara para
la escala usando controles en la interfaz de usuario 160. Después,
el controlador 200 mide el peso y proporciona la señal de indicación
de peso en la interfaz de usuario 160. Si se desea, la señal de
peso puede transmitirse a una localización remota. La escala
funciona incluso cuando la superficie de descanso 38 se alinea en
una orientación en ángulo.
El dispositivo 10 también incluye un detector de
humedad 388 para detectar la humedad relativa. Típicamente, un
humidificador 134 para el dispositivo de mantenimiento térmico de
pacientes 10 incluye una bandeja evaporadora que se calienta
mediante un calentador para suministrar vapor de agua a una
corriente de aire. En la presente invención, un cuidador puede
controlar la humedad relativa deseada en el aire que se mueve a
través del dispositivo 10. El controlador 200 detecta el nivel de
humedad a partir del detector 388 y lo compara con el nivel de
humedad preseleccionado ajustado por el cuidador o automáticamente
por el controlador a un nivel por defecto. El controlador 200 envía
una señal de salida a un calentador humidificador u otro control
humidificador como se ilustra en el bloque 390. Por ejemplo, si se
desea aumentar la humedad, la temperatura del calentador
humidificador se aumenta para aumentar el nivel de vapor de agua en
el aire. El controlador 200 genera señales de salida para la
interfaz de usuario 160 indicando que el humidificador está
presente, indicando el porcentaje relativo de humedad o indicando
que la bandeja de evaporación humidificadora se ha quedado sin agua.
Un cuidador puede usar la interfaz de usuario 160 para encender el
humidificador y ajustar el nivel de humedad preseleccionado.
Aunque se describe un controlador PID en la
realización ilustrada, se entiende que puede usarse un controlador
que usa otro tipo de sistema o técnica de control para controlar el
calentador convectivo 76, el calor radiante 56 y el humidificador
134, de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, puede usarse
un control proporcional, control adaptativo, control de lógica
confusa o control de red neural para el controlador 200 si se
desea.
Aunque la invención se ha descrito con
referencia a realizaciones preferidas, existen variaciones y
modificaciones adicionales dentro del alcance de la invención como
se define en las siguientes reivindicaciones.
Claims (8)
1. Un aparato de mantenimiento de pacientes y de
control ambiental (10) que comprende un armazón (12, 16), una
superficie de soporte de paciente de cara hacia arriba (40)
sostenida por el armazón, un indicador (242, 255, 382, 386), un
detector que genera una señal detectora, un controlador (200) para
recibir la señal detectora y para generar una señal de salida para
iniciar el indicador (242, 255, 382, 386) cuando la señal detectora
supera un nivel umbral predeterminado, y un dispositivo de interfaz
de usuario (160) para ajustar el nivel umbral predeterminado, siendo
el detector un detector de ruido (380) y siendo el indicador un
indicador de ruido (242, 255, 382), incluyendo el aparato medios
para controlar la temperatura de un paciente, estando los medios de
control de temperatura controlados por el controlador (200),
caracterizado por que los medios comprenden un generador de
cortinas de aire (42, 76, 78, 110) para proporcionar una cortina de
aire (26, 28, 30, 32) sobre la superficie y un paciente apoyado
sobre la superficie para proporcionar un espacio de aire controlado
para el paciente, o una combinación de un calentador radiante (76),
calentador convectivo (56) y un humidificador (134), y por que el
aparato incluye además un detector de luz (384) y un indicador de
luz (255, 386), proporcionando el controlador (200) una conexión
operativa entre el indicador de ruido (242, 255, 382) y el detector
de ruido (384) y entre el indicador de luz (255, 386) y el detector
de luz (384), proporcionando el aparato una indicación mediante el
indicador respectivo cuando se supera un nivel predeterminado de luz
o ruido al que está expuesto el paciente.
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el indicador de ruido es una luz (242) que se enciende cuando se
activa por el controlador (200).
3. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el indicador de ruido y el indicador de luz comprenden una pantalla
(255).
4. El aparato de la reivindicación 3, en el que
la pantalla (255) forma parte del dispositivo de interfaz de usuario
(160).
5. El aparato de cualquier reivindicación
anterior, en el que el controlador (200) está configurado para
almacenar las señales detectoras y para procesarlas y mostrarlas a
un cuidador.
6. El aparato de cualquier reivindicación
anterior, en el que el controlador (200) tiene una primera salida
acoplada al calentador convectivo (76) y una segunda salida acoplada
al calentador radiante (56) para variar los niveles de energía de
salida del calentador convectivo (76) y del calor radiante (56),
respectivamente, para mantener a un paciente localizado en la
superficie de soporte sustancialmente a una temperatura
preseleccionada.
7. El aparato de cualquier reivindicación
anterior, que comprende además un detector de temperatura (202) que
tiene una salida acoplada al controlador (200), una alarma (240,
242) acoplada al controlador, el controlador (200) que genera una
señal de alarma si la salida del detector de temperatura (202)
cambia por encima o por debajo de un nivel predeterminado de una
temperatura preseleccionada.
8. El aparato de la reivindicación 6 o de la
reivindicación 7, en el que el dispositivo de interfaz de usuario
(160) puede manipularse para ajustar la temperatura
preseleccionada.
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