JPH0618592B2

JPH0618592B2 - 保育器における温度制御方法

Info

Publication number: JPH0618592B2
Application number: JP61168767A
Authority: JP
Inventors: 照巳松原; 剛卯山下; 欣也石坂; 達郎川崎
Original assignee: Atom Medical Corp
Current assignee: Atom Medical Corp
Priority date: 1986-07-17
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: KR940008967B1; KR880001277A; JPS6323665A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は保育器における温度制御方法に関し、例えば早
産児等の未熟児を保護育成する為に用いられる保育器の
温度制御方法に適用して特に好適なものである。

〔従来の技術〕

保育器は、早産児、虚弱な新生児及び病弱な新生児等の
児体に至適環境を与えて保護育成する為の装置である。
このような保育器は、通常は、児体を外気から遮断して
収容する為の保育室と、この保育室に空気を供給す為の
空気供給手段と、この空気供給手段により供給される空
気の温度を制御するための加熱手段とを夫々具備してい
る。

この保育器の保育室に供給する空気の温度制御方法とし
ては大別してマニュアルと制御とサーボ制御の２つの方
法が用いられている。

マニュアル制御方法は、保育室内の気温（以下「器内温
度」と云う。）を測定し、この測定した器内温度と、予
め設定した器内設定温度とを比較し、これらの温度の差
に比例して加熱手段に供給する電力量を制御する方法で
ある。

これに対しサーボ制御方法は、保育室内に収容している
児体の腹壁等に体温測定用プローブを装着して児体の皮
膚温を検出し、この検出値と設定皮膚温との差に比例し
て、保育室内の安全限界温度の範囲内で、加熱手段に供
給する電力量を制御する方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

マニュアル制御方法に於ける器内温度設定は、経験的に
決められた至適環境温度に基いて行なわれるが、この至
適環境温度は出生体重、出生経過日数等により異なる。
例えば、体重が2,000ｇの未熟児の場合には、生まれた
当日は３３〜３４℃、生後２週間では３２℃が好適であ
るとされる。又、体重が1,200ｇの未熟児の場合にはも
っと高く設定され、生まれた当日は３５℃、生後２週間
では３３℃が良いとされる。

マニュアル制御方法はこのように児体の出生体重や出生
経過日数、さらには保育器をとりまく環境によってその
都度器内温度設定を行なわなければならない。その為の
設定が非常に面倒であると共に、児体の安定した体温維
持の為には十分な制御方法ではない。

これに対し、サーボ制御方法では、児体の皮膚温を、例
えば３６〜３７℃の狭い温度範囲内に保つように器内温
度を調節する。上記皮膚温設定は、児体の酸素消費量を
最小にすることができる、即ち余分なエネルギーを使用
しないで体温を保つことができるという報告に基いて行
われている。サーボ制御方法は、このように児体の温度
が設定した温度になるように器内温度を調節するもので
あるから、変動しやすい未熟児の温度を制御するのに有
効であると云われている。

しかし、このサーボ制御の場合には未熟児の腹壁等に直
接体温設定用プローブを装着しなければならないので、
次のような不具合や副作用がある。

即ち、（イ）皮膚から体温検出プローブが脱落した場
合、検出温度が変化して器内温度が変動してしまう。
（ロ）体温検出プローブがブランケット、おむつ、或い
は児体の腕などで覆われると、その部分が暖められ、こ
の結果、空気加熱ヒータに供給する電力量が減じてしま
い、器内温が下がって児体を低温度に導くことがある。
（ハ）児体が腹臥位になったりすると、体温検出プロー
ブがマットと腹壁との間で加温されるので、やはり器内
温度が下がり、低体温になることがある。(ニ)児体が発
熱した時には、その検出体温に基いて自動的に器内温度
が下がり、児体を低体温に導くので発熱の事実を見逃し
てしまう危険がある。(ホ)体温検出プローブが尿や消毒
液などで濡れると、この体温検出プローブが冷却される
ことによって逆に器内温度が上昇し、児体を高体温に導
くことがある。更に、（へ）上述のような事故によって
器内温度が急激に上昇した場合、この急激な温度変化に
よるストレスが児体の無呼吸を助長させる。そして特に
（ト）児体が体温を一定に保っている場合であっても、
それが余分なエネルギーを使用しない少ないエネルギー
消費で一定に保っているのか、或いは環境の変化に適応
するために余分なエネルギーを使用して体温を一定に保
っているのかを判別することができない。その為に、余
分なエネルギーを使用しないで済む至適環境に適正に制
御することができなかった。

上述のような制御方法であっても、収容する児体の危険
度が比較的小さい場合にはそれ程問題が無かった。しか
し、近年医療技術のレベルが向上し、例えば1,500ｇ以
下の超未熟児の生命を救わなければならない場合も出て
きた。従って、これらの超未熟児を保護育成する為にも
保育器が使われるようになり、この結果、保育器の制御
方法としても、収容している児体の熱損失を可能な限り
小さくすることができる制御方法が求められてきた。

本発明は上述の問題点にかんがみて成されたものであ
り、従来のマニュアル制御方法及びサーボ制御方法が有
する問題点を解消すると共に、保育室内に収容している
児体の熱損失をできるだけ少なくすることができる制御
方法を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の１つは、児体を収容する為の保育室と、この保
育室に空気を供給する為の空気供給手段と、この空気供
給手段により供給される空気の温度を制御する為の温度
制御手段とを夫々具備する保育器の温度制御方法におい
て、上記保育室内の気温Ｔ_Aと、上記保育室に収容され
ている児体の体温Ｔ_Bと、上記保育室の壁温及び上記保
育室の周囲の外気温のいずれか一方の気温Ｔ_Cとを夫々
測定し、上記気温Ｔ_A及び上記気温Ｔ_Cの測定値を用いて
作用気温Ｔ_E＝0.6T_C＋0.4T_Aを計算し、Ｔ_A＜Ｔ₁……(1) Ｔ_E＞Ｔ₂……(2) の条件の下で、Ｔ_B＝Ｔ₃又はＴ_B⊂Ｔ₃……(3) となるように（たゞし、Ｔ₁、T₂及びＴ₃は夫々設定
値）、上記空気供給手段により保育室内に供給される空
気の温度を上記温度制御手段によって制御するようにし
たものである。

また、本発明の別の１つは、児体を収容する為の保育室
と、この保育室に空気を供給する為の空気供給手段と、
この空気供給手段により供給される空気の温度を制御す
る為の温度制御手段とを夫々具備する保育器の温度制御
方法において、上記保育室内の気温Ｔ_Aと、上記保育室
の壁温及び上記保育室の周囲の外気温のいずれか一方の
気温Ｔ_Cとを夫々測定し、これらの測定値を用いて作用
気温Ｔ_E＝0.6T_C＋0.4T_Aを計算し、Ｔ_A＜Ｔ₁……(4) Ｔ_E＝Ｔ₄又はＴ_E⊂Ｔ₄……(5) となるように（たゞしＴ₁及びＴ₄は夫々設定値）、上記
空気供給手段により保育室内に供給される空気の温度を
上記温度制御手段によって制御するようにしたものであ
る。

〔作用〕

本発明によれば、器内気温Ｔ_Aと壁温又は外気温Ｔ_Cとを
考慮して、対流及び熱輻射の総合的影響を示す温熱尺度
である作用気温Ｔ_E（＝0.6T_C＋0.4T_A）に注目し、この
作用気温Ｔ_Eに関する条件である上記式(2)又は(5)を上
記式(1)及び(3)又は式(4)と巧みに組み合せて制御を行
うことにより、保育室内に供給される空気の温度を制御
するようにしたので、保育室に収容されている児体の熱
損失が少なくなるような最適な環境に保育室内を制御す
ることができる。

また、上記別の１つの発明によれば、児体の体温Ｔ_Bを
測定する必要がないから、この測定に伴なって生じる種
々の問題点を解消することができる。

〔実施例〕

先ず、第３図〜第５図を参照して本発明の実施例に用い
る保育器の構成を概略的に説明する。

第３図に示すように、保育器１の上部に形成された保育
室２は体力的に未成熟な未熟児等の児体４を、外部とは
遮断した好適な環境で保護育成する為に設けられている
ものであり、児体４を寝かせる為のベット５を、透明な
アクリル樹脂より成るフード６で囲って形成している。

一方、この保育室２の下側に形成された空気供給路３
は、上記保育室２内に収容されている未熟児等の児体４
の保護育成に好適な空気を供給する為に設けらているも
のであり、第３図で右側に示した上流部２７側から左側
に示した下流部２８側に向かって順に空気合流室３４、
加熱室３５、湿度調整部３６、混合室３７が夫々設けら
れている。空気合流室３４は、保育室２と空気供給路３
とを区画する仕切板３８の一側端部近傍に形成された空
気導出口２５を通じて保育室２と連通している。又、空
気供給路３の下流端に設けられている混合室３７は、上
記仕切板２３の他側端部近傍に形成された空気導入口２
４を通じて保育室２に連通している。

空気合流室３４内には循環ファン３９が配設されてお
り、この循環ファン３９によって上記空気導出口２５か
ら保育室２内の空気を吸い込むと共に、この合流室３４
の奥部壁面に設けられている透孔３５（図示せず）から
外部の新鮮空気を吸い込み、これらを合流させて、下流
側に設けた加熱室３５に送り込む作用を有している。

加熱室３５には電気ヒータ２３が配設されていて、空気
合流室３４側から送り込まれた空気はこの電気ヒータ２
３により必要に応じて加熱されて、下流部２８側に設け
られた湿度調整部３６に送られる。

この湿度調整部３２には、上流側から流れてきた空気を
加湿することなく、そのまま混合室３７に通す為のドラ
イ通路６０と、このドライ通路６０に設けられた開口６
５を通じて、このドライ通路６０の下側に配設された加
湿通路６７に空気流を導き、この加湿通路６７て加湿し
た空気を図外の開口から混合室３７に通す為のウエット
通路（図示せず）とが夫々設けられている。

ドライ通路６０及びウエット通路６１を夫々通って混合
室３７内に流れ込んだ空気は、この混合室３７内で十分
に混合されて所定の均一な湿度にされた後に空気導入口
２４から上記保育室２内に供給される。

保育器１は上記のようにして保育室２内に温度及び湿度
が制御された空気を供給するものである。従って、供給
する空気を保育室２内に収容している児体４の保護育成
に最適な温度及び湿度に夫々制御する為には、保育室２
内の気温や湿度、或いはフード６の壁温を正確に検出す
る必要がある。

この目的の為に、本例では、第４図及び第５図に示す保
育器用温度及び湿度測定装置を用いている。この装置
は、フード６の壁温を測定する為の壁温センサ４２と、
保育室２内の気温を測定する為の気温センサ４１と、保
育室２内の湿度を測定する為の湿度センサ４５との夫々
を、第４図に示すように細長い箱状に形成されたケーシ
ング４６に一体的に取り付けて単一のセンサユニット４
０として構成したものである。各センサ４２、４１、４
５は従来周知のサーミスタで構成されている。

第４図に示すように、ケーシング４６の前面４６ａ上に
は、突状の嵌合部４８が形成されており、湿度センサ４
５と気温センサ４１とはこの嵌合部４８に取り付けられ
ている。この嵌合部４８上に断面Ｔ字状の係合溝５２が
形成されていて、ここに水壺５３を取り付けることがで
きるようになっている。

この水壺５３は、湿度センサ４５に掛ける、第５図に示
すようなタオルウイッグ５４を湿らす為の水５５を収容
しておく為のものであり、コ字状をなす支持アーム５６
に揺動自在に吊り下げられている。この支持アーム５６
には断面Ｔ字状の係合鍔部５７が形成されていて、この
係合鍔部５７をセンサユニット４０の嵌合部４８上に形
成されている係合溝５２に差し込むことによって、水壺
５３を嵌合部４８に揺動自在に取り付けることができる
ようになっている。水壺５３はこのようにセンサユニッ
ト４０の嵌合部４８に対して揺動自在に取り付けるもの
であるから、フード６を第５図中一転鎖線で示したよう
に、ヒンジ２９を中心として上方へ回動させて開いた場
合でも水壺５３を常に鉛直線に沿って吊り下げておくこ
とができる。従って、フード６をこのように開いた時、
或いは開いた状態から閉じた時に、水壺５３内に収容し
ている水５５がこぼれるようなことが無い。

第４図に示すように、壁温センサ５２は、センサユニッ
ト４０の嵌合部４８が形成されている前面４６ａの奥端
にこの前面４６ａに対して略垂直に突出させて取付けら
れている。これは、この壁温センサ４２を侵入させるフ
ード６の後面壁６ｂが、ケーシング４６を取り付ける側
面壁６ａに対して略直角に形成されているからである。

本体ケーシング４６からは１本の接続コード４９が導出
されていて、本体ケーシング４６に取り付けられた気温
センサ４１、壁温センサ４２、及び湿度センサ４５に接
続する信号伝送線４１ａ、４２ａ、４５ａの夫々は、第
５図に示すように、この接続コード４９内にまとめられ
ている。

このようにして構成したセンサユニット４０を取り付け
るフード６の側面壁６ａには、第４図に示すように、セ
ンサユニット４０のケーシング４６に設けられた嵌合部
４８を嵌合する為の開口４３と、壁温センサ４２を挿入
する為の壁温測定穴４４とが夫々形成されている。この
壁温測定穴４４はフード６の後面壁６ｂの右側下方に形
成されているものであり、この後面壁６ｂの壁面に沿っ
ているものであり、この後面壁６ｂの壁面に沿ってその
内部に上記壁温センサ４２を真直ぐに侵入させることが
できるように形成されている。一方、開口４３は、フー
ド６の壁温測定穴４４を形成した後面壁６ｂと直交して
いる側面壁６ａに形成されていて、センサユニット４０
のケーシング４６の前面４６ａ上に突設した嵌合部４８
を丁度嵌合させることができるような大きさ及び形状に
形成されている。第４図及び第５図には、嵌合部４８及
び開口４３を夫々長円形に形成した例を示している。こ
の開口４３は、センサユニット４０の嵌合部４８をこの
開口４３に嵌合させる時に、センサユニット４０のケー
シング４６に取り付けられている壁温センサ４２を、フ
ード６の後面壁６ｂに形成した壁温測定穴４４に丁度侵
入させることができる位置に形成されている。

第４図に示すように、センサユニット４０のケーシング
４６には一対のボルト挿通孔５０が夫々形成されてお
り、このケーシング４６を取り付けるフード６の側面壁
６ａには、これらのボルト挿通孔５０に対応する位置に
夫々雌ねじ部５１が形成されている。これによって、ボ
ルト４７を用いてケーシング４６を側面壁６ａに簡単に
固着することができる。

第３図には、保育室２内に収容されている児体４の皮膚
温を測定する為の皮膚温センサ５８を取り付けた状態が
示されている。この皮膚温センサ５８は、フード６の上
面壁の略中央に形成さている小円形の開口部６３を通し
て保育室２内に入れられている。そして、この皮膚温セ
ンサ５８に接続された接続コード５８ａは、第４図及び
第５図に示すように、その端部に取り付けられたコネク
タ５９によりセンサユニット４０のケーシング４６に接
続することができるようになっている。そして皮膚温セ
ンサ５８からの信号は、センサユニット４０を介して１
本のコード４９により保育器本体の制御部に送られる。

以上説明したように、本実施例においては、気温センサ
４１、壁温センサ４２、湿度センサ４５をケーシング４
６に一体的に組み込んで単一のセンサユニット４０とし
ている。この為に、これら複数のセンサをフード６に同
時に簡単に着脱させることができる。

尚、本実施例に於いては、皮膚温センサ５８のコネクタ
５９をセンサユニット４０のケーシング４６に接続する
ことができるようにした為に、この皮膚温センサ５８の
接続コード５８ａを保育器本体の制御部迄配線しないで
済むようにできたが、センサユニット４０に上記コネク
タ５９を接続するように構成する必要は必ずしも無い。

次に、上述した保育器１の温度制御方法を説明する。

第１図は本発明の第１実施例による方法を示し、保育室
２内の気温を測定する器内温検出部１０、保育室の壁温
を検出する壁温検出部１１、収容されている児体４の皮
膚温を測定する体温検出部１２が夫々設けられている。
器内温検出部１０は、第３図及び第４図に示すように、
フード６内に気温センサ４１を配設することによって構
成される。一方、壁温検出部１１は、第４図に示すよう
に、フード６の後面壁６ｂの壁温測定穴４４内に壁温セ
ンサ４２を挿入して構成される。更に、体温検出部１２
は、第３図に示すように、収容されている児体４の腹部
に皮膚温センサ５８を装着することにより構成され、こ
こで児体４の皮膚温即ち体温Ｔ_Bが測定される。

一方、体温設定部１３により、制御すべき体温Ｔ₃（例
えば３６〜３７℃）を設定する。そして、この設定した
体温Ｔ₃と体温検出部１２での検出値Ｔ_Bとを比較部１４
で比較する。そして、それらの間の差に対応する出力が
プログラマブル温度調節部１５に加えられる。又、器内
温上限設定部１６により器内温度上限Ｔ₁が例えば３８
℃に設定される。この器内温上限設定部１６により設定
した器内上限温度Ｔ₁と、器内温検出部１０で検出した
実際の器内温度Ｔ_Aの値とが夫々比較部１７に加えられ
る。そして実際の器内温度Ｔ_Aと、器内温度上限設定部
１６で設定した器内上限温度Ｔ₁との差の出力が上記プ
ログラマブル温度調節部１５に加えられる。

又、壁温検出部１１で検出したフード６の壁温Ｔ_Wと上
記器内温度Ｔ_Aとが夫々作用温度演算部１８に加えられ
て、この作用温度演算部１８において、式Ｔ_E＝0.6T_W＋
0.4T_Aにより作用温度Ｔ_Eが演算される。このようにして
求められた作用温度Ｔ_Eと、作用温度下限設定部２０で
設定した作用温度の下限温度Ｔ₂（例えば３０℃）とが
夫々比較部２１に加えられる。そしてこの比較部２１で
現実の作用温度Ｔ_Eと、作用温度の下限温度Ｔ₂とを比較
してその差が上記プログラマブル温度調節部１５に出力
される。

プログラマブル温度調節部１５は、予め記憶されている
プログラムに従い、空気加熱手段制御部２２を空気し
て、電気ヒータ等から成る空気加熱手段２３を制御す
る。この空気加熱手段２３のプログラム制御は、下記の
下で行なわれる。即ち、Ｔ_A＜Ｔ₁……(1) Ｔ_E＞Ｔ₂……(2) の条件の下で、Ｔ_B＝Ｔ₃又はＴ_B⊂Ｔ₃……(3) となるように空気加熱手段２３を制御するものである。
但し、式(3)中、「Ｔ_B⊂Ｔ₃」は、設定温度Ｔ₃が或る範
囲を持って与えられた時に、Ｔ_Bがその範囲内にあるこ
とを意味する。

即ち、本実施例においては、児体４の体温Ｔ_Bは、体温
検出部１２によって常時検出されており、予め設定され
た体温Ｔ₃との差がプログラマブル温度調節部１５に入
力される。このプログラマブル温度調節部１５は、検出
中の体温Ｔ_Bが、予め設定した体温Ｔ₃よりも低い時に
は、空気加熱手段２３を動作させ、保育室２内に供給す
る空気を加熱して、器内温度Ｔ_Aを上昇させるように機
能する。このようにして器内温度Ｔ_Aが上昇すると、こ
れに伴って児体４の体温Ｔ_Bが上昇し、予め設定した温
度Ｔ₃に基づく。そして、検出中の体温Ｔ_Bが式(3)を満
足するようになった時に、空気加熱手段２３の動作を停
止させる。

上記の場合、検出中の体温Ｔ_Bと設定体温Ｔ₃とが略一致
する迄空気加熱手段２３が動作するので、器内温度Ｔ_A
は上昇していくが、保育室２内をあまり高温にすると児
体４にかえって悪影響を与える。この為、検出中の器内
温度Ｔ_Aが予め設定した値Ｔ₁をオーバーした時には、プ
ログラマブル温度調節部１５は、児体４の体温Ｔ_Bのい
かんにかかわらず、空気加熱手段２３の動作を停止させ
る。従って、危険範囲にまで器内温度Ｔ_Aが上昇するこ
とはない。

一方、検出している児体４の体温Ｔ_Bが設定体温Ｔ₃より
も高くなると、プログラマブル温度調節部１５は、空気
加熱手段２３による空気の加熱を停止して器内温度Ｔ_A
を下げ、これによって児体４の体温Ｔ_Bを下げるように
作用する。

しかしこの場合にもやはり、あまり器内温度Ｔ_Aを下げ
すぎると児体４にかえって悪い影響を与える。従って、
器内温度Ｔ_Aが或る温度以下には下がらないように下限
を設定する必要がある。従来はこの下限を直接器内温度
Ｔ_Aの下限により設定していたが、本実施例ではこれを
作用温度Ｔ_Eで設定している。

周知の如く、保育室２内に収容されている児体４の熱環
境は、保育室２内の空気との間の直接的な熱交換と、保
育室２を囲繞する透明フード６を通して生じる熱輻射と
から最も大きな影響を受ける。特に後者は、従来壁温等
を測定することの煩わしさから無視されてきたが、むし
ろ前者よりも大きな要因となり得る。

具体的に言うと、器内温度Ｔ_Aが高い場合でも、保育器
１の外部の気温（通常は、保育器１を収容している部屋
の室温）が低い場合には、児体４は保育室２のフード６
を通して熱輻射によりかなりの熱を奪われている。逆に
器内温度Ｔ_Aが低い場合でも、外気温が高かったり、直
射日光の照射や暖房器具等からの熱輻射がある場合に
は、保育室２内の児体４はかなり高温の熱環境にさらさ
れることになる。

このような保育器外での熱環境の変化が保育室２内の気
温Ｔ_Aに反映するにはかなりの時間を要する。この為、
器内温度Ｔ_Aのみを測定する場合には、児体４の実際の
熱環境の変化に対応することは困難である。

そこで本実施例においては、第４図及び第５図に示した
センサユニット４０を用いて、器内温度Ｔ_Aと同時に、
保育器外での熱環境に比較的敏感に反応するフード６の
壁温Ｔ_Wをも検出し、式Ｔ_E＝0.6T_W＋0.4T_Eで求めた作用
温度Ｔ_E用いて児体４の熱環境を制御するようにしてい
る。

具体的には、第１図において、児体４の体温Ｔ_Bが上昇
して空気加熱手段２３の加熱が停止され、これによって
器内温度Ｔ_Aが下がっていった時に、作用温度Ｔ_Eが設定
値Ｔ₂よりも低くなると、プログラマブル温度調節部１
５が児体４の体温Ｔ_Bのいかんにかかわらず空気加熱手
段制御部２２を介して空気加熱手段２３を再び動作さ
せ、これにより器内温度Ｔ_Aを再び上昇させて作用温度
Ｔ_Eが設定値Ｔ₂よりも下がらないようにする。

第２図に作用温度Ｔ_Eの一例を示す。この第２図は、Ｔ_E
＝３０℃の時の器内温度Ｔ_A（℃）とフード６の壁温Ｔ_W
（℃）との関係を示している。そして保育室２の器内温
度Ｔ_Aを制御するに際し、作用温度Ｔ_EがＴ_E＝３０℃の
直線よりも下に下がらないようになされる。即ち、第１
図において、作用温度下限設定部２０での設定値Ｔ₂を
３０℃とした例を示している。

この第２図には又、保育器外部の気温即ち保育器を収容
している部屋の温度Ｔ_Rが夫々30.0℃、25.0℃、20.0℃
の場合の器内温度Ｔ_Aと壁温Ｔ_Wとの間の関係をも示して
いる。各グラフ上の数値は壁温Ｔ_Wの実測値を示してい
る。

これらのグラフから分かるように、器内温度Ｔ_Aを例え
ば３２℃に保っていても、室温Ｔ_Rが25.0℃や20.0℃に
下がると、壁温Ｔ_Wが28.0℃や25.1℃にまで下がって、
作用温Ｔ_EがＴ_E＝３０℃の線よりも下になってしまう。
そこでこれらの場合には、空気加熱手段２３を作動させ
て器内温度Ｔ_Aを上昇させなければならない。

従来は、直接器内温度Ｔ_Aの下限を設定し、器内温度Ｔ_A
がこの下限よりも下がらないようにしていた。しかし、
第２図から分かるように、例えば器内温度Ｔ_Aの下限を
３０℃に設定した場合、室温Ｔ_Rが３０℃よりも低い
と、器内温度Ｔ_Aが３０℃であっても、実際には保育室
２のフード６を通して熱輻射により児体４から大量の熱
が奪われている。これは、体温を一定に保つように自分
自身で体温調節可能な体温調節可能域が非常に狭い未熟
児にとっては、死に至る非常に危険な状態である。

この為に、従来の方法では器内温度Ｔ_Aの下限をかなり
高めに設定しなければならない。しかし、これは、逆に
壁温Ｔ_Wが高い場合に器内温度Ｔ_Aを必要なだけ下げるこ
とができないことを意味している。

これに対し、本実施例の方法では、壁温Ｔ_Wと器内温度
Ｔ_Aとの関数である作用温度Ｔ_Eを用いて下限を設定して
いるので、壁温Ｔ_Wが低い時には器内温度Ｔ_Aの高いとこ
ろで制御が働き、一方、壁温Ｔ_Wが高い場合には器内温
度Ｔ_Aを必要なだけ十分に下げることができる。

本例のように作用温度Ｔ_Eを用いた場合には次のような
利点もある。

即ち、未熟児といえども恒温動物であるから、寒い環境
では熱の産生を盛んにして体温を保とうとし、暑い環境
では皮膚の血管を拡張し、汗を出し熱を発散させて体温
を一定に保とうとしている。このように児体が体温を一
定に保っている状態を大別すると次の二つの状態を考え
ることができる。

先ず、その内の一つは余分なエネルギーを使用しない最
小なエネルギー消費で体温を一定に保っている状態であ
り、又他の一つは熱の産生や熱の放散の為に余分なエネ
ルギーを使用して体温を一定に保っている状態である。
勿論、余分なエネルギーを使用しないで体温を一定に保
ってとくことができるような熱環境に制御するのが望ま
しい。

しかし、ただ単に児体の体温Ｔ_Bを検出しているだけで
は、児体がどのような状態で体温を一定に保っているの
か判定することができない。従って、体温Ｔ_Bを測定し
ていただけの従来の方法では、余分なエネルギーを使用
しないで体温を一定に保つことができる至適環境に適正
に制御することができなかった。即ち、従来の方法で
は、体温調節可能域を越えて、児体が余分なエネルギー
を使用しても尚且つ体温Ｔ_Bを一定に保つことができな
くなってから、初めて空気加熱手段２３を制御すること
になり、児体が体温Ｔ_Bを一定に保っている限り、制御
は行なわれなかった。

しかし、第２図に関連して説明したように、壁温Ｔ_Wが
低下して作用温度Ｔ_Eが低下した場合には、器内温度Ｔ_A
を一定にしておいても児体の熱損失は増大してしまう。
壁温Ｔ_Wの変動が児体に対してどのような影響を与える
かを調べた臨床報告によれば、壁温Ｔ_Wと体温Ｔ_Bとの差
が1.3℃の時の酸素消費量は5.7ml/kg/minであったのに
対して、壁温Ｔ_Wと体温Ｔ_Bとの差が5.4℃になった時に
は、器内温度Ｔ_Aを一定にしておいても8.3ml/kg/minに
増大したと報告されている。

本実施例の場合は、作用温度Ｔ_Eが、作用温度下限設定
部２０で設定した下限温度Ｔ₂以下になった時には、プ
ログラマブル温度調節部１５がそれを検出して空気加熱
手段２３を動作させ、常時作用温度Ｔ_Eが予め設定した
下限温度Ｔ₂以上になるように、この空気加熱手段２３
を制御している。従って、作用温度Ｔ_Eの低下によっ
て、児体の体温Ｔ_Bが低下する前に空気加熱手段２３を
制御することができる。この為、室温Ｔ_Rの影響によっ
て作用温度Ｔ_Eが下がることにより、体温Ｔ_Bを一定に保
つ為に児体が余分なエネルギーを使うのを未然に防止す
ることができ、保育室内を常時至適環境に制御すること
ができる。

尚、本実施例に於いては、空気加熱手段２３を用いて作
用温度Ｔ_Eを制御するようにした例を示したが、壁温を
加熱する為に例えばフード内にヒータを埋め込んで構成
した壁温加熱手段を併用して制御するようにしてもよ
い。

次に、第３図を用いて本発明の第２実施例を詳述する。

この例の場合も実質的な構成、目的及び効果は前記第１
実施例と同一であり、同一部分については同一の符号を
付して説明を省略する。

前記第１実施例の場合は、作用温度Ｔ_Eによる制御は、
作用温度Ｔ_Eが、予め設定した作用温度の下限温度Ｔ₂よ
りも下がった時だけに行なわれ、通常運転時の制御は児
体の体温Ｔ_Bを測定して行うようにした例を示した。

この第２実施例の場合は、作用温度設定部３０を設ける
と共に、保育室の壁面を加熱する為の壁面加熱手段３２
と、この壁面加熱手段３２の制御部３１を設けて、作用
温度Ｔ_Eを一定値に保つように制御するようにした方法
を示している。この第２実施例のプログラマブル温度調
節部１５のプログラム制御は、Ｔ_A＜Ｔ₁……(4) Ｔ_E＝Ｔ₄又はＴ_E⊂Ｔ₄……(5) の条件の下で、空気加熱手段２３及び壁面加熱手段３２
を夫々制御するように成されている。尚、「Ｔ_E⊂Ｔ₄」
の意味は、既述した式(3)の場合と同様である。

即ち、検出中の作用温度Ｔ_Eが、予め設定した作用温度
Ｔ₄に対して変動した時には、プログラマブル温度調節
部１５が、Ｔ_E＝Ｔ₄（Ｔ_E⊂Ｔ₄の場合も含む。以下同
じ。）となるように空気加熱手段２３や壁面加熱手段３
２、或いはこれらの加熱手段２３、３２の両方を制御す
る。従って、保育室内の保護育成環境を常に熱損失が最
も少ない至適環境に制御しておくことができる。

本実施例の場合は加熱手段２３、３２の制御を、作用温
度Ｔ_Eが一定になるように行うものであるから、児体の
体温Ｔ_Bを測定する必要が無い。その為に、既述した体
温測定中に生じる事故を皆無にすることができる利点が
ある。

尚本実施例において、壁面加熱手段３２及び壁面加熱手
段制御部３１は必ずしも用いられる必要は無い。又、殆
どの場合、器内温度Ｔ_Aが許容上限値を越えて上昇する
時には必然的に壁温Ｔ_Wも上昇するので、器内温度上限
設定部１６等は用いられなくてもよい。

上述した第１及び第２実施例に於いては、作用温度Ｔ_E
のパラメータとしてフードの壁温Ｔ_Wを用いる例を示し
たが、上記壁温Ｔ_Wに代えて室温Ｔ_Rを用いるようにして
もよい。但し、上記実施例のように、フード壁内部の温
度を検出することには次のような利点がある。即ち、フ
ード壁の外表面の温度や室温Ｔ_Rを直接検出する場合に
は、暖房器具等からの直射による誤検出を避けるように
配慮しなければならない。ところが、フード壁内部の温
度を検出すれば、常に正しい壁温Ｔ_Wを検出することが
できる。

又上述した各実施例においては、空気加熱手段２３や壁
面加熱手段３２のような加熱手段のみで保育室２の熱環
境を制御するようにしたが、適当な冷却手段を併用して
もよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は、器内温度Ｔ_Aと壁温又は
外気温Ｔ_Cとを考慮して、対流及び熱輻射の総合的影響
を示す温熱尺度である作用温度Ｔ_E（＝0.6T_C＋0.4T_A）
に注目し、この作用温度Ｔ_Eに関する条件である前記式
(2)又は(5)を前記式(1)及び(3)又は式(4)と巧みに組み
合せて制御を行うことにより、保育室内に供給される空
気の温度を制御するようにしたので、従来のマニュアル
制御方法及びサーボ制御方法が有する種々の問題点を解
消することができ、保育室内に収容している児体の熱損
失をできるだけ少くすることができるように、保育室内
の保護育成環境を制御することができる。従って、熱損
失を特に小さくすることが要求される超未熟児を収容し
た保育器は勿論のこと、一般の未熟児を収容している保
育器の温度を好適に制御することができる。

また、特許請求の範囲第３項に記載の発明によれば、児
体の体温Ｔ_Bを測定する必要がないから、この測定に伴
なって生じる種々の問題点を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の制御方法を示すブロック
図、第２図は器内温度、壁温及び作用温度の関係を示す
グラフ、第３図は本発明の方法を実施する為に用いる保
育器の概略縦断面図、第４図は上記保育器の温度測定装
置の分解斜視図、第５図は同上の取付け状態を示す側面
図、第６図は本発明の第２実施例の制御方法を示すブロ
ック図である。なお図面に用いた符号において、２……保育室３……空気供給路６……フード２３……電気ヒータ（空気加熱手段）４０……センサユニット４１……気温センサ４２……壁温センサＴ_A……器内温度Ｔ_B……体温Ｔ_E……作用温度Ｔ_W……壁温である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】児体を収容する為の保育室と、この保育室
に空気を供給する為の空気供給手段と、この空気供給手
段により供給される空気の温度を制御する為の温度制御
手段とを夫々具備する保育器の温度制御方法において、上記保育室内の気温Ｔ_Aと、上記保育室に収容されてい
る児体の体温Ｔ_Bと、上記保育室の壁温及び上記保育室
の周囲の外気温のいずれか一方の温度Ｔ_Cとを夫々測定
し、上記気温Ｔ_A及び上記温度Ｔ_Cの測定値を用いて作用温度
Ｔ_E＝0.6T_C＋0.4T_Aを計算し、Ｔ_A＜Ｔ₁……(1) Ｔ_E＞Ｔ₂……(2) の条件の下で、Ｔ_B＝Ｔ₃又はＴ_B⊂Ｔ₃……(3) となるように（たゞし、Ｔ₁、T₂及びＴ₃は夫々設定
値）、上記空気供給手段により保育室内に供給される空
気の温度を上記温度制御手段によって制御することを特
徴とする方法。
【請求項２】上記児体の体温Ｔ_Bとして児体の皮膚温を
測定し、上記作用温度Ｔ_EのパラメータＴ_Cとして上記保
育室の壁内部の温度Ｔ_Wを測定することを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】児体を収容する為の保育室と、この保育室
に空気を供給する為の空気供給手段と、この空気供給手
段により供給される空気の温度を制御する為の温度制御
手段とを夫々具備する保育器の温度制御方法において、上記保育室内の気温Ｔ_Aと、上記保育室の壁温及び上記
保育室の周囲の外気温のいずれか一方の温度Ｔ_Cとを夫
々測定し、これらの測定値を用いて作用温度Ｔ_E＝0.6T_C＋0.4T_Aを
計算し、Ｔ_A＜Ｔ₁……(4) Ｔ_E＝Ｔ₄又はＴ_E⊂Ｔ₄……(5) となるように（たゞしＴ₁及びＴ₄は夫々設定値）、上記
空気供給手段により保育室内に供給される空気の温度を
上記温度制御手段によって制御することを特徴とする方
法。
【請求項４】上記作用温度Ｔ_EのパラメータＴ_Cとして上
記保育室の壁内部の温度Ｔ_Wを測定することを特徴とす
る特許請求の範囲第３項に記載の方法。