JPH0359699B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新生児用の保育器に関し、特に、保
育器の温度制御に関するものである。

従来の技術 新生児用保育器は、早産児、虚弱な新生児及び
病弱な新生児に対して至適な環境を与えるように
した医療装置である。このような保育器は、一般
に、アクリル等から成る透明フードの内部に新生
児を収容し、温度及び湿度が制御された空気をフ
ード内に還流させることにより、フード内の温度
及び湿度を設定値に保つようにしている。

従来より広く使用されている保育器の温度制御
装置は、フード内の空気の温度（器内温）の設定
値と検出値との差の大きさに応じて器内加熱器を
比例制御、比例＋積分制御などにより制御する器
内温制御と、器内温の安全温度範囲を設定すると
共に、児体の体温の設定値と検出値との差の大き
さに応じて、上記安全温度範囲内で、上記器内加
熱器を比例制御、比例＋積分制御などにより制御
する体温制御とを選択的に行うようにしている。

体温制御は、新生児の体温の設定値と検出値と
の差の大きさに応じて器内加熱器を制御すること
ができるから、器内温の大きさにかかわらず、新
生児の体温をほぼ一定に保持することができる利
点がある。しかし、新生児の腹部に体温センサを
固着させる必要があるから、その手間が煩雑であ
り、また、上記体温センサが腹部から外れたり、
あるいは、新生児が上記体温センサを腕などで覆
つたりした場合などには、体温が正確に検出され
なくなる。従つて、生まれた直後の新生児の場合
には、体温の変化がはげしく（例えば、眠つてい
るときには、体温が低く、目覚めているときに
は、体温が高い）、生れて少したてば、それ程体
温が変化しない点に着目して、通常は、生れた直
後の新生児に対しては体温制御を行い、生れて少
したつた新生児に対しては器内温制御を行うよう
にしている。

この種の保育器においては、フード内に収容さ
れた児体の熱損失をできるだけ少なくすることが
重要な課題となつている。児体の熱損失の原因と
して、輻射、蒸散、対流、伝導があるが、このう
ち、輻射による熱損失が最も大きく、熱損失全体
のほぼ43％程度に達することが報告されている。

児体の輻射熱損失は、フードの壁面温度（以
下、「壁温」という）と児体の体温との温度差に
より生じる。上記壁温は、器内温を一定とした場
合、保育器が設置される室内の温度と器内温度と
の中間で、室内温に比例して直線的に変化する。
例えば、室温20℃、器内温度33℃の場合は、フー
ド壁面の外側の温度は26℃になり、内側の温度は
27℃となる。このため、器内温を33℃で一定に制
御しても、児体は冷たいフードに取囲まれた状態
となり、壁温と体温との温度差によつて、児体か
ら熱が奪われることになる。

従来より、児体の輻射熱損失を低減させるため
に、フードを二重壁にしたり、あるいは、かまぼ
こ形に湾曲されて成る器内フードを上記フード内
に設置し、この器内フードの中に児体を収容した
りする方法が提案されている。

発明が解決しようとする問題点 上記フードを二重壁にする方法は、熱損失を抑
える効果が充分でなく、また、構造が複雑になる
などの欠点を有している。上記器内フードを用い
る方法は、フードの外部から多数のコード、チユ
ーブ類をフード内に入れてこれらのコードやチユ
ーブを児体に取付けるのが困難となるなどの問題
が生じている。

また、従来の保育器は、直射日光が差し込んだ
り、あるいは、器内温が36℃程度の高温になる
と、児体が暖め過ぎとなつて体温が上昇する。こ
の結果、輻射による熱損失に代わつて蒸散による
熱損失の割合が増大して、56％程度になることが
報告されている。このために、体温の上昇により
蒸散による熱損失が増大するのを防ぐことができ
なかつた。

問題点を解決するための手段 本発明は、児体を収容するフード内の空気を加
熱する器内加熱手段と、上記フード内の温度を検
出する第１の温度検出部とをそれぞれ具備し、上
記フード内の温度の設定値と、上記第１の温度検
出部により検出された上記フード内の温度の検出
値との差の大きさに応じて上記器内加熱手段の通
電量を制御するように構成した保育器において、
上記フードの壁面の温度又は上記フードの外気温
度を検出する第２の温度検出部と、上記第２の温
度検出部により検出された上記フードの壁面の温
度又は上記フードの外気温度が上記フード内の温
度に関連させて予めプログラムした値よりも低い
か否かを検出するプログラマブル温度調節部と、
上記プログラマブル温度調節部による検出結果に
応じて上記器内加熱手段を制御する器内加熱制御
部とをそれぞれ具備し、上記フードの壁面の温度
又は上記フードの外気温度が上記フード内の温度
に関連させて上記プログラマブル温度調節部に予
めプログラムした値よりも高い場合には、上記設
定値と上記検出値との差の大きさに応じて上記器
内加熱手段の通電量を制御するように構成すると
共に、上記フードの壁面の温度又は上記フードの
外気温度が上記フード内の温度に関連させて上記
プログラマブル温度調節部に予めプログラムした
値よりも低い場合には、上記設定値と上記検出値
との差の大きさに応じた上記制御の場合よりも上
記フード内の温度が高くなるように、上記器内加
熱手段の通電量を増大させるように構成した保育
器に係るものである。

作 用 従つて、本発明によれば、通常はフード内の温
度をほぼ設定値に保持し得ると共に、フードの外
気温度又はこの外気温度を反映するフードの壁面
の温度がフード内の温度に関連させてプログラマ
ブル温度調節部に予めプログラムした値よりも低
い場合には、上記フード内の温度の設定値と検出
値との差の大きさに応じた上記制御の場合よりも
上記フード内の温度を高くすることができるか
ら、児体の輻射及び高温時における蒸散による熱
損失を効果的に低減させることができる。

実施例 本発明の一実施例の保育器においては、図面に
示すように、器内温検出部１、体温検出部２及び
壁温検出部３が設けられている。上記器内温検出
部１は、従来のように、フード内に温度及び湿度
が制御された空気流を還流させるための空気吸い
込み口の下方などに設けられていてよい。上記体
温検出部２は、児体の腹部に体温センサを固着す
ることにより設けられる。また、上記壁温検出部
３として、フードの内壁面の適当な場所に、温度
センサが設置される。

器内温制御を行う場合は、スイツチ５は接点ｍ
側に閉ざされる。

器内温設定部７により、器内温がt_AOに設定さ
れる。この設定値t_AOと、器内温検出部１で検出
された検出値t_Aとは、比較部９で比較される。両
者の差の出力は、スイツチ５を介してプログラマ
ブル温度調節部１２に加えられる。これと共に、
上記検出値t_Aと、壁温検出部３の検出値t_Rとが、
プログラマブル温度調節部１２に加えられる。こ
の調節部１２は、上記差の出力とt_Aとt_Rとに基づ
いて、器内加熱器１１に必要な熱量を、予め記憶
されたプログラムにより算出する。器内加熱制御
部１０は、上記算出された熱量に応じて、器内加
熱器１１を制御する。

なお、プログラマブル温度調節部１２に予め記
憶されたプログラムの一例は、 0.6t_R＋0.4t_A＞29℃ であつてよい。また、この式は、 t_R＋0.4（t_A−t_R）＞29℃ と変形することもでき、さらに、この式は、 t_R＞48１／３℃−２／３t_A と変形することもできる。この場合、器内加熱器
１１は、壁温の検出値t_Rの60％と器内温の検出値
t_Aの40％との和が29℃以下にならないように制御
されて、フード内の空気を加熱する。この制御に
際しては、例えば、器内加熱器１１は、通常は、
器内温の設定値t_AOと検出値t_Aとの差の大きさに
応じて比例制御、比例＋積分制御などによりその
通電量を制御される。そして、壁温の検出値t_Rが
比較的低くて、0.6t_R＋0.4t_Aが29℃以下になろう
とすると、器内加熱器１１が最大通電量になつて
器内温を上昇させ、この結果、0.6t_R＋0.4t_Aが29
℃以上に保持される。

以上によれば、通常は、器内温をその設定値
t_AOと検出値t_Aとの差の大きさに応じて制御する
ことができると共に、外気温と関連させても制御
することができる。すなわち、外気温を反映する
壁温が器内温に関連させて予めプログラムした値
である（48１／３℃−２／３t_A）よりも高い場合には、 器内温はその設定値t_AOにほぼ制御されるが、壁
温が器内温に関連させて予めプログラムした値で
ある（48１／３℃−２／３t_A）よりも低い場合は、器内 温は設定値t_AOよりも高くなるように制御される。
従つて、児体の輻射及び高温時における蒸散によ
る熱損失を効果的に低減させることができる。

次に、体温制御を行う場合は、スイツチ５が接
点ｓ側に閉ざされる。

体温設定部８により、体温がt_BOに設定される。
この設定値t_BOと、体温検出部２で検出された検
出値t_Bとは、比較部１４で比較され、両者の差の
出力は、器内温限定部１５に加えられる。一方、
器内温上下限設定部１６により、器内温の安全温
度範囲が設定される。上記器内温限定部１５に
は、上記比較部１４からの差の出力と上記安全温
度範囲と器内温検出値t_Aとが加えられる。そし
て、現在の器内温t_Aが上記安全温度範囲にあると
きに、上記差の出力は、スイツチ５を介してプロ
グラマブル温度調節部１２に加えられ、これと共
に、上記t_Aと上記t_Rとが、同様に、プログラマブ
ル温度調節部１２に加えられる。この調節部１２
は、上記差の出力とt_Aとt_Rとに基づいて、器内加
熱器１１に必要な熱量を、予め記憶されたプログ
ラムにより算出する。

この場合、プログラマブル温度調節部１２にお
いて用いられるプログラムは、器内温制御の場合
と同一であつてよい。また、このプログラムにさ
らに、 ２℃＞t_B−t_A＞−２℃ のプログラムが追加されてもよく、この場合に
は、体温の検出値t_Bと器内温の検出値t_Aとの差が
２℃以下となるように制御される。この制御に際
しては、例えば、（t_B−t_A）が２℃を超えたとき
には、器内加熱器１１が最大通電量になつてt_Aを
増加させ、−２℃よりも小さくなつたときには、
器内加熱器１１がオフになつてt_Aを減少させるよ
うにすればよい。

以上によれば、通常は、児体の体温をその設定
値t_BOと検出値t_Bとの差の大きさに応じて制御する
ことができると共に、外気温と関連させても制御
することができる。即ち、外気温を反映する壁温
が器内温に関連させて予めプログラムした値より
も高い場合には、児体の体温はその設定値t_BOに
ほぼ制御されるが、外気温が器内温に関連させて
予めプログラムした値より低い場合には、児体の
体温がその設定値t_BOよりも高くなつても、器内
温が高くなるように制御される。従つて、児体の
輻射及び高温時における蒸散による熱損失を効果
的に低減させることができる。また、上記追加の
プログラムを用いれば、器内温が児体の体温に較
べて大きくなりすぎたり、あるいは、小さくなり
すぎたりしないように、器内温を制御することが
できる。

前述したように、体温センサは児体の腹部に取
り付けられるが、この体温センサが脱落したり、
児体の腕などで覆われたりすると、検出値が急激
に上昇する。また、上記体温センサが尿、消毒液
などで濡れると、検出値が急激に下降する。これ
を放置すると、器内温を異常に下降させるか、あ
るいは、上昇させるようにサーボ制御が働くが、
本実施例では、器内温の安全温度範囲を設定して
いるので、上記のような事故があつても、器内温
は上記安全温度範囲内に制御される。

本実施例においては、壁温検出部３によりフー
ドの壁面の温度を検出することによつて、間接的
に外気温と関連する制御を行つているが、外気温
を直接検出するようにしてもよい。

発明の効果 本発明は、以上に述べたように、フード内の温
度の設定値と検出値との差に大きさに応じて器内
加熱手段を制御するように構成すると共に、フー
ド壁面の温度又はフードの外気温度がフード内の
温度に関連させてプログラマブル温度調節部に予
めプログラムした値よりも低い場合には、上記設
定値と上記検出値との差の大きさに応じた上記制
御の場合よりも上記フード内の温度が高くなるよ
うに、上記器内加熱手段の通電量を増大させるよ
うに構成した。従つて、通常は、フード内の温度
をほぼ設定値に保持し得ると共に、フードの外気
温度又は外気温度を反映するフードの壁面の温度
がフード内の温度に関連させてプログラマブル温
度調節部に予めプログラムした値よりも低い場合
には、上記フード内の温度の設定値と検出値との
差の大きさに応じた上記制御の場合よりも上記フ
ード内の温度を高くすることができるから、児体
の輻射及び高温時における蒸散による熱損失を効
果的に低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。 なお、図面に用いられた符号において、１……
器内温検出部、２……体温検出部、３……壁温検
出部、７……器内温設定部、８……体温設定部、
９，１４……比較部、１０……器内加熱制御部、
１１……器内加熱器（器内加熱手段）、１２……
プログラム温度調節部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 児体を収容するフード内の空気を加熱する器
   内加熱手段と、 上記フード内の温度を検出する第１の温度検出
   部とをそれぞれ具備し、 上記フード内の温度の設定値と、上記第１の温
   度検出部により検出された上記フード内の温度の
   検出値との差の大きさに応じて上記器内加熱手段
   の通電量を制御するように構成した保育器におい
   て、 上記フードの壁面の温度又は上記フードの外気
   温度を検出する第２の温度検出部と、 上記第２の温度検出部により検出された上記フ
   ードの壁面の温度又は上記フードの外気温度が上
   記フード内の温度に関連させて予めプログラムし
   た値よりも低いか否かを検出するプログラマブル
   温度調節部と、 上記プログラマブル温度調節部による検出結果
   に応じて上記器内加熱手段を制御する器内加熱制
   御部とをそれぞれ具備し、 上記フードの壁面の温度又は上記フードの外気
   温度が上記フード内の温度に関連させて上記プロ
   グラマブル温度調節部に予めプログラムした値よ
   りも高い場合には、上記設定値と上記検出値との
   差の大きさに応じ上記器内加熱手段の通電量を制
   御するように構成すると共に、 上記フードの壁面に温度又は上記フードの外気
   温度が上記フード内の温度に関連させて上記プロ
   グラマブル温度調節部に予めプログラムした値よ
   りも低い場合には、上記設定値と上記検出値との
   差の大きさに応じた上記制御の場合よりも上記フ
   ード内の温度が高くなるように、上記器内加熱手
   段の通電量を増大させるように構成した保育器。