KR102609796B1 - 유방 쉴드 유닛 - Google Patents

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메델라 홀딩 아게
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Abstract

인간의 모유를 유축하기 위한 착유 펌프의 유방 쉴드 유닛은 인간의 유방 상으로 배치시키기 위한 유방 쉴드(1), 유축된 모유를 수용하기 위한 모유 수집 컨테이너(4), 유방 쉴드(1)를 모유 수집 컨테이너(4)에 연결하기 위한 유방 쉴드 어댑터(2), 및 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(6, 7)를 포함한다. 유방 쉴드 유닛으로부터, 모유 채널은 유방 쉴드 어댑터를 통해 모유 수집 컨테이너 내로 연장된다. 사이펀은 모유 채널 내에 배열되며, 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(6, 7)는 모유 흐름 방향으로 사이펀으로부터 하류에 배열되어 있다. 유방 쉴드 유닛은 유축된 모유의 특성의 최적의 측정을 가능하게 한다.

Description

유방 쉴드 유닛
본 발명은 인간 모유를 유축하기 위한 착유 펌프의 유방 쉴드 유닛, 착유 펌프의 센서 유닛, 및 유축 과정 동안 인간 모유의 적어도 하나의 특성을 결정하는 방법에 관한 것이다.
인간 모유를 유축(express)하기 위하여, 유방 쉴드(breastshield)가 산모의 유방으로 배치되며, 변화하는 부압을 유방에 가하기 위하여 이 유방 쉴드는 진공 펌프에 연결된다. 부압은 바람직하게는 주기적으로 또는 사전 한정된 또는 경험적으로 평가된 흡입 곡선에 따라 변한다.
유방 쉴드로부터, 유축된 모유는 모유 채널을 통해 모유 수집 컨테이너로 들어간다. 유축 과정 동안 무용 체적(dead volume)을 가능한 한 작게 유지하기 위하여, 유방 쉴드에서 모유 수집 컨테이너로 이어지는 모유 채널은 일반적으로 유축된 모유를 모유 수집 컨테이너로 들어가게 하기 위하여 개방되는 체크 밸브를 구비하고 있다. 이 체크 밸브는 바람직하게는, 유방 쉴드를 모유 수집 컨테이너에 연결하고 또한 일반적으로 유방 쉴드를 진공 펌프에 또는 진공 펌프로 이어지는 진공 튜브에 연결하는 유방 쉴드 어댑터에 배열되어 있다. 체크 밸브는 유방 쉴드 어댑터에 고정 또는 분리 가능한 방식으로 연결되어 있는 밸브 헤드에 배열될 수 있으며, 유방 쉴드 어댑터는 또한 결합부로 지칭된다. 유방 쉴드와 어댑터는 일반적으로 2개의 별개의 구성 요소이다. 그러나 이들은 또한 하나의 부재로 함께 형성될 수 있다.
예를 들어, 이 종류의 디바이스가 국제특허공개 WO2014/161099 A1로부터 알려져 있다. 여기에서 설명된 유방 쉴드 유닛은 체크 밸브의 밸브 플랩의 변화를 검출하는 관통 흐름 센서를 갖고 있으며, 따라서 유방 쉴드에서 모유 수집 컨테이너로의 관통 흐름에 관한 결론이 도출될 수 있다.
미국특허공개 US2016/0200743은 유축된 모유의 개별 방울을 검출하기 위한 센서를 갖는 어댑터를 개시하고 있다. 이 센서는 모유의 흐름 방향으로 체크 밸브로부터 상류에 배치되어 있다.
미국특허공개 US 2015/0283311 A1은 모유 병의 네크부 또는 최하부 내에 배치되어 있는 다양한 센서를 설명하고 있다.
미국특허공개 US2017/0021068 A1은 모유 수집 컨테이너에 연결되어 있는 유체 센서를 개시하고 있다.
산모에 따라 그리고 유축 단계에 따라 모유가 방울방울 흐르거나 더 다량으로 흐르기 때문에 모유 흐름 내에 배열된 센서에 의한 측정은 종종 너무 부정확하다. 더욱이, 모유는 상이한 양의 공기와 혼합되며, 공기는 마찬가지로 관통 흐름 량 측정의 정확도에 부정적인 영향을 미친다.
모유 수집 컨테이너에 이미 수용되어 있는 모유량을 측정하는 센서는 일반적으로 소량의 모유, 예를 들어 최대 30㎖의 양의 모유의 측정에 적합하지 않다.
모유의 흐름 또는 유축된 모유의 양의 정확한 측정을 방해하는 또 다른 요인은 매체 분리 멤브레인이다. 착유 펌프를 오염으로부터 보호하기 위해 매체 분리 멤브레인이 사용된다. 매체 분리 멤브레인은 진공이 생성되는 영역과 모유가 흐르는 영역을 분리하며, 여기서 매체 분리 엠브레인은 착유 펌프에서 생성된 진공을 유방 쉴드의 내부로 전달한다. 특히, 체크 밸브의 거동은 매체 분리 멤브레인의 움직임에 영향을 받기 때문에 플랩 또는 체크 밸브 상에 위치된 센서는 이 매체 분리 멤브레인의 영향을 받는다.
사이펀 배열체(siphon arrangement)를 사용하는, 소변량 측정을 위한 디바이스 또한 알려져 있다. 이러한 디바이스들은 DE 41 06 995 Al, DE 41 14 933 Al, US 3 641 818, US 3 919 455, US 5 656 027, GB 2 031 158 및 WO2010/149708 Al에 설명되어 있다.
본 발명의 목적은 유축된 모유의 측정을 최적화를 가능하게 하는, 인간 모유를 유축하기 위한 착유 펌프의 유방 쉴드 유닛을 제공하는 것이다.
이 목적은 특허 청구항 제1항의 특징을 갖는 유방 쉴드 유닛, 청구항 제15항에 따른 착유 펌프의 센서 유닛, 인간 모유의 적어도 하나의 특성을 결정하기 위한 청구항 제16항에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른, 인간의 모유를 유축하기 위한 착유 펌프의 유방 쉴드 유닛은 인간의 유방 상으로 배치시키기 위한 유방 쉴드, 유축된 모유를 수용하기 위한 모유 수집 컨테이너, 유방 쉴드를 모유 수집 컨테이너에 연결하기 위한 유방 쉴드 어댑터, 및 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함하고 있다. 모유 채널은 유방 쉴드로부터 유방 쉴드 어댑터를 통해 모유 수집 컨테이너 내로 연장된다. 모유 채널은 모유의 흐름의 방향을 한정한다. 본 발명에 따르면, 사이펀이 모유 채널 내에 배열되어 있으며, 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서는 모유의 흐름 방향으로 사이펀으로부터 하류에 배열되어 있다.
본 출원의 의미 내의 사이펀은 또한 일괄적으로, 즉 펄스 방식으로 비워지는 모유 채널의 일 부분으로 이어지는 루프 및 기타 기하학적 구조를 포함하고 있다.
댐 영역 때문에, 사이펀 배열체는 모유의 불규칙한 유입에 안정적인 영향을 미친다. 사이펀 배열체는 부가적으로 댐 영역에서 모유만 수집되는 이점이 있으며, 따라서 다른 시스템에서의 측정에 파괴적인 영향을 미치는 공기/모유 혼합물이 분리된다.
더욱이 모유의 개별 컬럼이 일괄적으로 적어도 하나의 하류 센서를 지나가는 것이 유리하다. 이렇게 하여, 공기와 모유 사이의 명확한 분리 층이 식별 가능하고 검출 가능하다. 모유의 컬럼은 또한 모유 체적 부(milk volume) 또는 모유 배치(milk batch)로 지칭된다.
센서를 지나는 모유 컬럼의 시작 부분에서의 공기/모유 분리 층의 검출과 센서를 지나는 모유 컬럼의 끝에서의 모유/공기 분리 층의 검출 및 그에 의하여 시간의 함수로써 획득된 신호의 평가는 한정된 시간 간격 동안의 모유 관통 흐름 양 및 모유 관통 유속에 대한 정보를 제공한다. 모유 컬럼의 총 개수는 모유 양에 대한 정보를 제공한다. 정의된 시간 간격 동안의 모유 컬럼 수는 이 한정된 시간 동안 유축된 모유량에 관한 정보를 제공한다. 따라서 전체 펌핑 기간 동안의 모유의 양 및 관통 유속, 그리고 마찬가지로 개별 펌핑 단계 동안의 모유의 양 및 관통 유속을 결정하는 것이 가능하다.
모유와 공기의 확실한 분리 때문에, 모유의 흐름 거동은 마찬가지로 검출될 수 있다. 이 흐름 거동은, 예를 들어 모유의 점도 그리고 따라서 조성에 관한 정보를 제공한다. 따라서 모유의 대량영양소 함량, 예를 들어 지방 함량, 단백질과 유당 및/또는 이들의 조합 형태에 관한 결론을 도출하는 것이 가능하다.
모유의 유축 동안 모유 채널을 개폐하는 밸브가 바람직하게는 존재한다. 사이펀은 바람직하게는 모유의 흐름 방향으로 밸브로부터 하류에 배열되어 있다.
이 유방 쉴드 유닛은 적용된 변화하는 음압에 의하여 또는 적용된 진공에 의하여 부정적인 영향을 받지 않는 방식으로 모유의 양의 측정을 가능하게 한다. 바람직하게는 일방향 밸브 또는 체크 밸브인 밸브는 측정 영역으로부터 유축 영역을 분리한다.
더욱이, 존재하는 임의의 매체 분리 멤브레인은 유축 영역에만 영향을 미치기 때문에 따라서 측정에는 영향을 미치지 않는다.
측정될 모유의 특성에 따라, 하나의 센서가 존재하거나, 2개 또는 그 이상의 센서가 필요하다. 2개 이상의 센서가 존재한다면, 이들은 바람직하게는 흐름 방향으로 연속적으로 배열된다.
바람직한 실시예에서, 유방 쉴드 유닛은 적어도 하나의 센서의 신호를 평가하기 위한 신호 평가 모듈을 포함한다. 신호 평가 모듈은 시간의 함수로서 신호의 프로파일을 공급하며, 그의 결과로서 관통 흐름 량, 관통 유량, 관통 흐름 속도, 대량영양소 및 지방 함량;의 변수들 중 적어도 하나가 결정될 수 있다. 신호 평가 모듈은 유방 쉴드의 영역, 유방 쉴드 어댑터의 영역, 모유 수집 컨테이너의 영역 또는 이 영역에 위치되어 있는 또 다른 구성 요소의 영역 내에 배열될 수 있다. 그러나 신호 평가 모듈은 또한 이 구성 요소로부터 이격되게, 예를 들어 착유 펌프 조립체 및/또는 착유 펌프의 제어부를 또한 수용하는 하우징 내부에 배열될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 모유 채널은 밸브와 사이펀 사이의 넓어진 영역을 포함하고 있다. 이 넓어진 영역은 밸브를 통해 유입되는 모유를 안정시키는 역할, 즉 공기/모유 혼합물의 제1 분리를 위한 그리고 와류의 방지를 위한 역할을 한다. 넓어진 영역은 바람직하게는 흐름 방향으로 좁아지는 깔때기(funnel)이다.
모유 채널은 바람직하게는 사이펀 길이를 따라 일정한 직경을 갖고 있다.
모유 채널의 단일 루멘(lumen) 대신에, 2개 이상의 루멘을 사용하는 것이 가능하다. 즉, 모유는 상이한 루멘들을 통해 분할된 형태로 플로스(flos)할 수 있다. 이는, 예를 들어 상이한 센서들이 개별 루멘 내에 배열되어 있고 모유의 상이한 특성들을 검출할 때 유리하다. 이렇게 하여, 측정들은 서로 영향을 미치지 않는다.
센서와 사이펀은 유방 쉴드의, 유방 쉴드 어댑터의 또는 모유 수집 컨테이너의 영역에 배열될 수 있다. 그러나 바람직한 실시예에서, 바람직하게는 유방 쉴드 어댑터와 모유 수집 컨테이너 사이에 배열되어 있는 센서 유닛이 존재하며, 여기서 센서 유닛은 모유 채널의 사이펀과 적어도 하나의 센서를 포함하고 있다. 센서 유닛은 바람직하게는 유방 쉴드 어댑터에 그리고 모유 수집 컨테이너에, 파손 없이 이들로부터 해제 가능한 방식으로 연결될 수 있는 별도의 구성 요소이다. 그러나 다른 실시예에서, 센서 유닛은 바람직하게는 부분적으로 또는 전체 구성 요소로서 유방 쉴드 어댑터 및/또는 모유 수집 컨테이너에 고정적으로 연결되어 있다.
모유 채널은 적어도 사이펀 영역에서 호스 또는 튜브에 의하여 형성될 수 있다.
그러나 바람직한 실시예에서, 센서 유닛은 표면을 갖는 그리고 이 표면을 단단히 폐쇄시키는 커버를 갖는 본체를 갖고 있다. 모유 채널의 적어도 사이펀은, 표면 및/또는 커버에 구성되고 커버와 표면의 협력에 의해 유입구와 유출구를 제외하고 단단히 폐쇄되는 그루브에 의해서 형성된다. 이러한 배열체는 특히 사이펀 영역이 그의 전체 길이에 걸쳐 쉽게 접근 가능하기 때문에 최적으로 세정될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 표면은 본체의 반경 방향 외측으로 배향된 표면이다. 이 경우 커버는 바람직하게는 본체의 재킷 상으로 배치될 수 있는 리드(lid), 또는 슬리브이며, 이는 본체 위에 결합될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 센서 유닛은 최상부가 개방되고 표면이 파상 형상으로 형성되어 있는 내부를 갖고 있다. 이 경우에 커버는 바람직하게는 파상 대응부로서 구성된다.
본체가 전자 유닛을 수용하기 위한 캐비티를 갖고 있다면 센서 유닛은 매우 콤팩트하고 견고하게 이루어질 수 있다. 전자 유닛은 바람직하게 신호 평가 모듈을 갖고 있다. 전자 유닛은 바람직하게는 방수 보호부를 갖고 있으며, 따라서 모유 채널 그리고 특히 사이펀을 세정하기 위하여 본체는 물로 씻겨지거나 세면대에서 세척될 수 있다.
센서 유닛은 바람직하게는 실질적으로 회전적으로 대칭적인 구성을 갖고 있다. 센서 유닛은 바람직하게는 원형 실린더의 형상 또는 원뿔대(truncated cone)의 형상을 갖고 있다. 이렇게 하여, 센서 유닛은 유방 쉴드 유닛의 다른 구성 요소들과 같은 높이로 형성될 수 있으며 또한 나사부 연결 또는 베이어넷 연결을 통하여 이들에 연결될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 센서는 적어도 하나의 광학 센서이다. 그러나 다른 유형의 센서들, 예를 들어 정전 용량 센서, 열량 측정 센서, 전기 화학 또는 유도 센서, 초음파 센서, 온도 센서, 저항 측정용 센서, 임피던스 측정기, 작동 시간 측정기, CCD 카메라와 같은 레이더 및 광학 센서를 사용하는 것이 가능하다. 바람직한 실시예에서, 하나 이상의 센서가 존재한다. 바람직하게는, 다른 유형의 센서가 존재한다. 공간 내에서의 유방 쉴드 유닛의 회전 위치를 결정하는 위치 센서가 존재하는 경우, 측정된 위치에 따라 측정 값은 보정될 수 있다.
본 발명에 따른 센서 유닛은 인간 모유를 유축하기 위한 착유 펌프의 일부이며, 여기서 착유 펌프는 인간의 유방 상으로 배치시키기 위한 유방 쉴드, 유축된 모유를 수용하기 위한 모유 수집 컨테이너, 유방 쉴드로부터 모유 수집 컨테이너로 연장된 모유 채널; 및 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함하고 있으며, 여기서 모유 채널은 모유의 흐름 방향을 한정한다. 센서 유닛은 모유 채널의 일부를 포함하며, 여기서 모유 채널의 이 부분은 사이펀을 형성한다. 모유의 흐름 방향으로 사이펀으로부터 하류에 있는 센서 유닛은 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함하고 있다. 바람직하게는, 유축 과정 중에 모유 채널을 개폐하는 밸브가 존재한다.
이 센서 유닛은 바람직하게는 유방 쉴드와 모유 수집 컨테이너의 영역에 배열되어 있다. 그러나 유방 쉴드와 모유 수집 컨테이너가 서로 멀리 떨어져 놓여 있는 경우, 센서 유닛은 바람직하게는 유방 쉴드 영역에 또는 모유 수집 컨테이너 영역에 배열된다. 그러나 이는 또한 그들 사이의 영역에, 즉 유방 쉴드와 모유 수집 컨테이너로부터 이격되게, 예를 들어 펌프 조립체의 착유 펌프 하우징의 영역에 배열될 수 있다.
인간 모유의 적어도 하나의 특성을 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법은 인간 모유의 유축 중에 발생하며, 여기서 모유는 변화하는 음압의 적용에 의해 유축된다. 본 방법은 연속적으로 수행되지만, 반드시 서로의 직후에 수행되지 않는,
- 사이펀 영역의 댐 영역 내에 모유를 수집하는 단계;
- 사이펀 영역의 사이펀 루프를 통해 댐 영역을 일괄적으로(batch by batch) 비워 모유 컬럼을 형성하는 단계;
- 모유 컬럼을 적어도 하나의 센서로 보내는 단계;
- 일괄적으로 보내진 모유 컬럼을 적어도 하나의 센서에 의하여 검출하는 단계; 및
- 시간의 함수로서 센서의 신호를 평가하는 단계를 포함하고 있다.
모유는 바람직하게는 먼저 밸브, 특히 체크 밸브를 통해 이송되며 그제서야 사이펀 영역의 댐 영역에서 수집된다.
추가 실시예가 종속 청구항에서 제시되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 아래에서 도면을 참조하여 설명되며, 이는 설명 목적으로만 제공되며 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 도면에서 :
도 1은 본 발명에 따른 유방 쉴드 유닛의 제1 실시예의 사시도를 보여주고 있다.
도 2는 도 1에 따른 유방 쉴드 유닛을 통한 길이 방향 단면을 보여주고 있다.
도 3은 도 1에 따른 유방 쉴드 유닛의 센서 유닛을 통한 부분 단면을 보여주고 있다.
도 4는 도 1에 따른 유방 쉴드 유닛의 센서 유닛을 통한 추가 부분 단면을 보여주고 있다.
도 5는 도 1에 따른 센서 유닛의 전자 유닛을 사시도를 보여주고 있다.
도 6a 내지 도 6j는 본 발명에 따른 유방 쉴드 유닛의 사이펀의 개략도를 보여주고 있다.
도 7a는 흐름 방향으로 연속적으로 배열된 2개의 센서의 신호가 시간의 함수로 표시된(plotted) 그래프를 보여주고 있다.
도 7b는 하나의 센서의 신호들이 시간의 함수로 표시된 그래프를 보여주고 있다.
도 8은 제2 실시예에서의 센서 유닛의 본체와 커버의 분해 사시도를 보여주고 있다.
도 9는 제3 실시예에서의 센서 유닛의 본체와 커버의 분해 사시도를 보여주고 있다.
도 10은 제4 실시예에서의 센서 유닛의 본체와 커버의 분해 사시도를 보여주고 있다.
도 11은 제5 실시예에서의 센서 유닛의 본체와 커버의 분해 사시도를 보여주고 있다.
도 12는 도 1 내지 도 5에 따른 센서 유닛의 본체와 커버의 분해 사시도를 보여주고 있다.
도 13은 제7 실시예에서의 센서 유닛의 본체와 커버의 분해 사시도를 보여주고 있다.
도 14는 도 13에 따른 장착된 커버를 갖는 본체를 통한 길이 방향 횡단면을 보여주고 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 유방 쉴드 유닛의 제1의 바람직한 실시예를 보여주고 있다. 도 1 및 도 2에서 쉽게 볼 수 있듯이, 이 유닛은 유방 쉴드(1), 유방 쉴드 어댑터(2), 센서 유닛(3) 및 모유 수집 컨테이너(4)를 갖고 있다.
유방 쉴드(1)는 바람직하게는 인간의 유방으로 밀봉적으로 배치될 깔때기(funnel) 형상의 쉴드(10), 및 인접한 관형 커넥터(11)를 갖고 있다. 쉴드(10)와 컨넥터(11)는 바람직하게는 함께 단일 부재 형태로 형성된다. 그러나 이들은 또한 별개의 구성 요소들로서 구성될 수 있으며, 이들 각각은 단일 부재 또는 여러 부재로 이루어질 수 있다. 이러한 유방 쉴드(1)는 종래 기술의 매우 다양한 실시예에서 알려져있다.
이 예에서의 유방 쉴드 어댑터(2)는 유방 쉴드(1)와 단일 부재 형태로 형성되어 있다. 그러나 이는 바람직하게는 해제 가능한 방식으로 유방 쉴드(1)에 연결될 수 있는 별개의 구성 요소이다.
이는 바람직하게는 진공 소스로의 연결을 위한 포트 (여기서는 보이지 않음)를 갖는 본체(20)를 갖고 있다. 실시예에 따라, 포트는 흡입 호스로의 연결을 위한 연결 요소이며, 그의 제2 말단은 착유 펌프의 펌프 조립체의 하우징에 연결되어 있다. 그러나 착유 펌프의 펌프 조립체는 유방 쉴드 어댑터(2)에 직접 배치될 수 있다. 펌프 조립체는 수동으로 작동될 수 있다. 그러나 펌프 조립체는 전기 모터에 의하여 구동되는 것이 바람직하다. 이 모든 변형은 선행 기술에서 잘 알려져 있다.
유방 쉴드 어댑터(2)에서, 실시예에 따라 매체 분리 멤브레인은 유방 쉴드(1)와 진공 소스로 이어지는 포트 사이에 배열되어 있다. 이러한 매체 분리 멤브레인은 마찬가지로 매우 잘 알려져 있으며, 따라서 이는 여기서 더 자세히 논의되지 않는다.
더욱이, 밸브(22)는 유방 쉴드 어댑터(2) 내에 배열되어 있다. 이 밸브(22)는 바람직하게는 일방향 밸브, 특히 체크 밸브이다. 바람직한 실시예에서, 이는 일 측에 관절이 있는 플랩, 덕빌 밸브(duckbill valve), 또는 중심적으로 매달린 밸브이다. 밸브(22)는 유방 쉴드 유닛의 내부 영역을 유축 영역(expression region)(12)과 측정 영역으로 분할한다. 유축 영역(12)에서, 변화하는 진공이 사람의 유방에 가해진다. 측정 영역은 이 압력 변화에 직접 노출되지 않는다. 측정 영역은 아래에서 더욱 상세하게 설명되어 있다.
또한, 유방 쉴드 어댑터(2)는 추가 구성 요소, 여기서 센서 유닛(3)에 연결하기 위한 부착부(attachment)(21)를 갖고 있다. 연결은 바람직하게는 개별 구성 요소를 세정할 목적을 위하여 파괴없이 해제 가능하며, 따라서 다시 설정될 수 있다. 연결은 바람직하게는 나사부 또는 베이어넷 캐치(bayonet catch)를 통해 이루어진다. 이 목적을 위하여, 센서 유닛(3)은 상부 부착부(31)를 갖고 있다.
센서 유닛(3)은 또한 바람직하게는 파괴없이 모유 수집 컨테이너로부터 해제 가능한 방식으로 모유 수집 컨테이너(4)에 연결되어 있다. 여기서도, 연결은 바람직하게는 나사부 또는 베이어넷 캐치를 통해 수행된다. 센서 유닛(3)의 하부 부착 부분(32)의 나사부는 도 3 및 도 4에서 참조 부호 320를 구비하고 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 이 나사부는 모유 수집 컨테이너(4)의 네크부(neck)(41) 주위에 결합된다. 모유 수집 컨테이너(4)의 본체는 참조 부호 40을 구비하고 있다.
설명된 구성 요소들은 바람직하게는 실질적으로 회전적으로 대칭적인 디자인을 갖고 있다. 센서 유닛(3)은 바람직하게는 원뿔대(truncated cone) 또는 원형 실린더의 형상을 갖는 본체(30)를 갖고 있다.
이 본체(30)는 그의 재킷의 적어도 일부에 걸쳐, 이 예에서는 그의 전체 원주에 걸쳐 커버(34)로 덮여 있다. 이는 도 2에서 명확하게 볼 수 있다. 커버(34)는 액체-기밀 및 공기 기밀 방식으로 본체(30)를 밀봉한다. 커버(34)는 바람직하게는 구성 요소를 세정할 목적으로 파괴없이 본체(30)로부터 해제 가능하며, 다시 재장착될 수있다.
센서 유닛(3)의 본체(30)는 바람직하게는 중앙 캐비티(38)를 갖고 있으며, 이 중앙 캐비티는 바람직하게는 적어도 액체 기밀 방식으로 외부로부터 단단히 폐쇄되어 있다. 이는 도 2 내지 도 4에서 명확하게 볼 수 있다. 전자 유닛(5)은 이 캐비티(38) 내에 배열되어 있다. 이 전자 유닛(5)은 도 5에서 명확하게 볼 수 있다. 전자 유닛은 배터리(50) 또는 또 다른 에너지 저장부를 갖는 인쇄 회로 기판(53)을 갖고 있다. 여기에서는 마이크로컨트롤러(52) 형태의 신호 평가 모듈이 인쇄 회로 기판(53) 상에 배열되어 있다.
디바이스는 바람직하게는 센서 유닛(3)이 유방 쉴드 어댑터(2)로부터 및/또는 모유 수집 컨테이너(4)로부터 해제되자마자 에너지 절약 모드로 전환된다. 이를 목적을 위해, 커버(34)가 본체(30)로부터 해제되자마자 전류 공급부를 분리하거나 끄는 리드 스위치(reed switch)(51)가 바람직하게는 존재한다. 리드 스위치 자석용 홀더는 도 1 및 도 2에서 참조 부호 33을 구비하고 있다.
더욱이, 전자 유닛(5)은 바람직하게는 TOF 센서 (비행시간 센서(time-of-flight sensor))를 갖고 있으며, 이 센서는 도면에서 보이지 않는다. 이 센서는 바람직하게는 전자 유닛의 하부면에 위치되어 있으며 모유 수집 컨테이너(4)의 내부로 향한다. 이 TOF 센서에 의해, 모유 수집 컨테이너(4)의 충진 레벨이 연속적으로 측정될 수 있다. 이 측정은 바람직하게는 관통 흐름의, 예를 들어 관통 흐름 속도, 관통 흐름 체적 또는 관통 흐름 량의 측정과 조합된다.
또한, 센서는 인쇄 회로 기판(53)에 연결되어 있다. 이 예에서, 제1 광 배리어(6) 및 제2 광 배리어(7)가 존재하며 또한 가속도 센서(54)가 존재한다. 이 센서 또는 다른 센서에 의해, 모유의 상기 특성이 바람직하게는 검출되고, 특히 측정된다.
모유 채널은 전체 유방 쉴드 유닛을 통해 연장된다. 채널은 유방 쉴드(1) (모유는 인간의 유방으로부터 이 유방 쉴드로 유축된다)로부터 모유 수집 컨테이너(4)의 본체(40) 내부까지 연장된다. 따라서 채널은 유방 쉴드 유닛 내에서 서로 연결되어 있는 캐비티들에 의해 형성되며 밸브(22)를 통해 이어진다. 센서 유닛(3)의 영역에서, 도 3 및 도 4에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 모유 채널은 넓은 유입구(35)를 통해 경사 표면(302)을 갖는 깔때기(funnel) 구조체 내로 이어지며, 이 경사 표면은 작은 주변 유입구 개구(303)를 갖고 있다. 이 유입구 개구(303)는, 실질적으로 본체(30)의 외부에 위치하고 따라서 개방 그루브로서 구성되는 모유 채널 부분(36)으로 이어진다. 이는 2개의 루프(loop)를 갖고 있으며 사이펀(siphon)을 형성한다. 이는 양 측 상에, 바람직하게는 그의 전 길이를 따라 밀봉 립(sealing lip)(366)을 구비하고 있다. 위에서 언급된 커버(34)는 적어도 이 모유 채널 부분(36)을 덮고 있으며, 따라서 모유 채널 부분은 유입구 개구 및 유출구 개구(304)를 제외하고는 공기 기밀 및 액체 기밀 방식으로 폐쇄된다.
도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 모유 채널 부분(36)은 본체(30)의 내부에 있는 유입구 개구(303)로부터 재킷 표면으로, 그리고 착유 펌프 유닛이 의도된 사용 상태에 있을 때 아래로 연장되는 제1 채널 영역(360) 내로 연장된다. 제1 채널 영역(360)은 제1 사이펀 굽힘부(first siphon bend)(361)로 합쳐지며, 제1 사이펀 굽힘부는 위쪽을 향하는 제2 채널 영역(362)으로 개방되어 있다. 제2 채널 영역(362)은 제2 사이펀 굽힘부(363)에 의해 인접하며, 제2 사이펀 굽힘부는 결과적으로 아래쪽을 향하는 제3 채널 영역(364)에 의해 인접한다. 제3 채널 영역(364)은 유출구 개구(304)를 통해, 본체(30)의 내부에서 연장되고 모유 수집 컨테이너의 캐비티 내로 아래를 향하여 개방된 유출구(37)에서 끝나는 제4 채널 영역(365)으로 합쳐진다.
도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 및 제2 광 배리어(6, 7)는 제 4 채널 영역(365)을 따라 배열되어 있다. 이들은 바람직하게는 제4 채널 영역(365) 내로 돌출되거나 제4 채널 영역(365)의 벽과 같은 높이로 끝난다. 다른 배열체도 가능하다. 제1 광 배리어(6)는 유입구(35) 및 유출구(37)에 의해 한정되는 모유의 흐름 방향으로 제2 광 배리어(7)로부터 상류에 위치되어 있다. 물론 광 배리어(6, 7) 주변의 영역은 공기 기밀 및 액체 기밀 방식으로 밀봉되어 있다. 모유 채널 부분(36)은 바람직하게는 적어도 제1 내지 제 3 채널 영역(360, 362, 364) 및 2개의 사이펀 굽힘부(361, 363)의 영역에서 일정한 횡단면을 갖고 있다.
이 모유 채널 부분(36), 경사 표면(302)을 갖는 유입구 측에 깔때기를 갖는 유입구(35) 및 2개의 광 배리어(6, 7)가 도 6a 내지 도 6j에서 다시 한번 개략적으로 보여지고 있다. 사이펀에 의한 측정의 기본 원리가 도면을 참조하여 설명된다.
도 6a에서, 유축된 모유(M1)는 유입구(35) 내로 나아간다. 도 6b 및 도 6c에서, 추가로 유축된 모유(M1)는 한 방울씩 뒤따르며 따라서 모유 채널 부분(36), 보다 정확하게는 제1 채널 영역(360)에 도달한다. 제1 사이펀 굽힘부(361)는 댐 영역(damming region)을 형성하고, 여기서 모유는 수집되어 모유 레이크(milk lake)(M2)를 형성한다. 모유/공기 혼합물로부터의 공기는 이미 모유 채널 부분(36)의 다음 영역으로 나아가고 있으며 유출구(37)를 통해 운반된다. 이는 도 6d에서 볼 수 있다. 도 1e에서 보여지는 바와 같이, 모유 레이크(M2)는 그후 훨씬 더 커진다. 모유 레이크는 상부 사이펀 굽힘부(363)에 도달하고 이 굽힘부의 정점(zenith)을 너머 나아갈 때까지 제2 채널 영역(362)을 따라 상승한다. 이는 그러면 사이펀 효과를 촉발시킨다. 즉, 가로막힌(dammed-up) 모유는 유출구(37)의 방향으로, 또한 모유 체적부 또는 모유 블록으로도 불리는 모유 컬럼(milk column)(M3)으로서 이동된다. 이는 도 6g 내지 도 6j에서 명확하게 볼 수 있다. 그 사이에 유축된 모유(M1)는 다시 제1 사이펀 굽힘부(361)까지만 도달하며, 여기서 모유 레이크(M2)는 다시 크기가 커져 모유 컬럼(M3)을 형성한다.
모유 컬럼(M3)은 공기와 모유 사이에 2개의 명확한 분리 라인(T1, T2)을 형성한다. 이 분리 라인 (T1, T2)은 센서에 의하여, 예를 들어 광학 센서에 의하여, 특히 여기에서 보여지는 광 배리어(6, 7)에 의하여 매우 정확하게 검출될 수 있다. 이와 같이 획득된 신호는 전자 시스템의 신호 평가 모듈에 의하여 처리될 수 있으며, 또한 다양한 측정이 수행될 수 있다.
도 7a는, 예를 들어 흐름 방향으로 연속적으로 배열된 2개의 광 배리어(6, 7)가 어떻게 사용되어 모유의 관통 흐름 속도와 그후 모유 체적을 결정하는지를 도시하고 있다. 참조 부호 "a"는 시간(t)에 관한 제1 광 배리어(6)의 신호(LS)를 표시하며, 참조 부호 "b"는 제2 광 배리어(7)의 신호( LS)를 표시한다. 따라서 "d"는 모유 컬럼(M3)이 2개의 광 배리어(6, 7) 중 하나를 통과하는 데 필요한 시간을 표기한다. 물론 모유 컬럼(M3)이 제1 광 배리어(6)를 먼저 통과하고 시간 지연 후에만 제2 광 배리어(7)를 통과하기 때문에 "c"는 신호의 시간 지연을 표기한다. 컬럼의 속도(vi)는 그러면:
vi=(2개의 광 배리어 사이의 거리) :ci이다.
체적(V)은 하기 식으로부터 얻어진다:
Vi=vi*(모유 채널 부분의 횡단면적)*di.
총 체적(V), 즉 유축된 모유의 총량은 하기 식으로부터 구해진다:
도 7b는 추가적인 예로서 대량영양소 값(macronutrient value)의 결정을 보여주고 있다. 모유의 점도, 즉 흐름 거동이 실질적으로 지방 함량의 영향을 받기 때문에, 후자는 또한 모유의 지방 함량의 지표로 사용된다.
도 7b는 개별 광 배리어의, 예를 들어 제1 광 배리어(6)의 신호 프로파일을 보여주고 있으며, 여기서 광 배리어 신호의 제1 및 제2 임계 값(TH1, TH2)은 추가 평가를 위해 사용된다. 곡선 "a"는 낮은 대량영양소 값을 갖는 모유 컬럼(M3)을 나타내고, 곡선 "b"는 중간 대량영양소 값을 갖는 모유 컬럼(M3)을 나타내며, 곡선 "c"는 높은 대량영양소 값을 갖는 모유 컬럼(M3)을 나타낸다. 이는 모유의 악화되는 흐름 거동에서 볼 수 있다.
시간 간격 동안에 통과한 모유 컬럼(M3)의 수를 결정하는 것 또한 가능하다. 모유 컬럼의 관통 흐름의 빈도 또한 결정될 수 있다. 더욱이, 모유 컬럼의 점도 및 따라서 대량영양소 값을 결정하기 위한 다른 방법이 가능하다.
도 8 내지 도 14는 본 발명에 따른 센서 유닛(3)의 추가 예를 도시하며, 이 센서 유닛은 설명된 유방 쉴드 유닛 또는 착유 펌프의 다른 영역에서 위에서 설명된 센서 유닛(3)처럼 사용될 수 있다. 각 경우에 모유 채널 부분(63)은 제1 예에서와 동일한 채널 영역 및 사이펀 굽힘부를 갖고 있지만, 이 요소들 모두가 도면에서 보이는 것은 아니다.
도 8에 따른 예시적인 실시예에서, 센서 유닛(3)의 본체(30)는 실질적으로 원통 형상을 갖고 있다. 모유 채널 부분(36)의 커버(34)는 반분 쉘로서 설계되어 있다. 하부 부착 부분(32)은 커버(34)가 놓여 있는, 위를 향하는 숄더(shoulder)(321)를 갖고 있다.
도 9에 따른 실시예에서, 유입구(35)는 이전 예에서보다 더 작은 직경을 갖고 있다. 그루브로 설계된 모유 채널 부분(36)의 일부는 이전 예에서와 같이 만곡진 재킷 영역이 아닌 평면 표면에 형성되어 있다. 따라서 커버(34)는 세그먼트(segment) 형상의 횡단면을 갖고 있으며 마찬가지로 본체(30)를 향하는 방향으로 평면이다.
도 10에 따른 예시적인 실시예에서, 본체(30)와 커버(34)는 단차(steps)를 구비하고 있다. 사이펀은 상부 사이펀 굽힘부(363)가 하부 사이펀 굽힘부(361)에 대해 적어도 부분적으로 수직으로 연장되도록 구성되어 있다.
도 11은 본체(30) 위에 결합되는 슬리브로 설계된 커버(34')를 보여주고 있으며, 도시하며, 여기서 2개의 구성 요소는 폐쇄 요소(340', 39)에 의하여 서로 래치(latch)된다.
도 12는 도 1 내지도 5를 참조하여 설명된 제1 실시예를 보여주고 있다. 이 유방 쉴드 유닛은, 앞서 설명된 예와 달리 위에서 본체(30) 위에 결합되는 커버(34")로서 슬리브를 갖고 있다.
이 예에서, 모유 채널 부분(36)의 그루브는 항상 본체의 외부 표면 상에 배열된다. 이는 또한 추가적으로 또는 대안적으로 커버 내에 배열될 수 있다.
도 13 및 도 14에 따른 예시적인 실시예에서, 모유 채널 부분(36)은 센서 유닛(3)의 내부에 전체적으로 형성된다. 하부 본체(30')는 하부 내부 파상(undulating) 구조체(300)를 갖고 있으며, 이 구조체의 표면을 따라 모유 채널 부분(36)의 상향 개방 그루브가 연장되어 있다. 상부 본체(30")는 커버의 역할을 하고 또한 상부 파상 구조체(301)를 갖고 있으며, 이 상부 파상 구조체는 하부 파상 구조체(300)의 대응 부분을 형성한다. 더욱이, 상부 본체(30")는 바람직하게는 경사 표면(302) 및 중심을 벗어난 유입구 개구(303)를 갖는 유입구를 가지며, 이 유입구 개구는 사이펀형 모유 채널 부분(36)에 대한 접근부를 형성한다. 도 14는 조립된 상태의 상부 본체(30") 및 하부 본체(30')를 보여주고 있으며, 그 결과 모유 채널 부분은 다시 그의 유입구 및 그의 유출구를 제외하고 폐쇄된 구성을 갖는다.
이 모든 예시적인 실시예는 센서 및 전자 유닛의 최적 배치를 허용하며, 또한 이들은 그루브형 사이펀 및 제거 가능한 커버 때문에 간단하고 철저한 세정을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 유방 쉴드 유닛은 유축된 모유의 특성의 최적 측정을 가능하게 한다.
1: 유방 쉴드
10: 쉴드
11: 컨넥터
12: 유축 영역
2: 유방 쉴드 어댑터
20: 본체
21: 부착부
22: 밸브
3: 센서 유닛
30: 본체
30': 하부 본체
30": 상부 본체
300: 하부 파상 구조체
301: 상부 파상 구조체
302: 경사 표면
303: 유입구 개구
304: 유출구 개구
31: 상부 부착 부분
31': 상부 부착 부분
32: 하부 부착 부분
320: 내부 나사부
321: 숄더
33: 유지 요소
34: 커버
34': 하부 슬리브
34": 상부 슬리브
340': 제1 폐쇄 요소
35: 유입구
36: 모유 채널 부분
360: 제1 채널 영역
361: 하부 사이펀 굽힘부
362: 제2 채널 영역
363: 상부 사이펀 굽힘부
364: 제3 채널 영역
365: 제4 채널 영역
366: 밀봉 립(sealing lip)
37: 유출구
38: 캐비티
39: 제2 폐쇄 요소
39': 폐쇄 요소
4: 모유 수집 컨테이너
40: 본체
41: 네크부
5: 전자 유닛
50: 배터리
51: 리드 스위치(reed switch)
52: 마이크로컨트롤러
53: 인쇄회로기판
54: 가속도 센서
6: 제1 광 배리어
7: 제2 광 배리어
M1: 유축된 모유
M2: 모유 레이크(milk lake)
M3: 모유 컬럼(milk column)
T1: 제1 분리 라인
T2: 제2 분리 라인

Claims (16)

  1. 인간의 모유를 유축하기 위한 착유 펌프의 유방 쉴드 유닛으로서,
    인간의 유방 상으로 배치시키기 위한 유방 쉴드(1); 유축된 모유를 수용하기 위한 모유 수집 컨테이너(4); 상기 유방 쉴드(1)를 상기 모유 수집 컨테이너(4)에 연결하기 위한 유방 쉴드 어댑터(2); 및 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(6, 7)를 포함하며,
    모유 채널은 상기 유방 쉴드로부터 상기 유방 쉴드 어댑터를 통해 상기 모유 수집 컨테이너로 연장되고, 상기 모유 채널은 상기 모유의 흐름 방향을 한정하며, 상기 모유 채널 내에 사이펀이 배열되고, 상기 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(6, 7)는 상기 모유의 흐름 방향으로 상기 사이펀으로부터 하류에 배열된 것을 특징으로 하는 유방 쉴드 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    유축 과정 동안 상기 모유 채널을 개폐하는 밸브(22)가 존재하며, 상기 모유 채널 내의 상기 사이펀은 상기 모유의 흐름 방향으로 상기 밸브(22)로부터 하류에 배열된 유방 쉴드 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모유 채널은 상기 밸브(22)와 상기 사이펀 사이의 넓어진 영역을 포함하는 유방 쉴드 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유방 쉴드 유닛은 상기 적어도 하나의 센서(6, 7)의 신호를 평가하기 위한 신호 평가 모듈을 포함하며, 상기 신호 평가 모듈은 시간의 함수로서 신호의 프로파일을 공급하고, 그의 결과로서 관통 흐름 양, 관통 유량(throughflow rate), 관통 흐름 속도, 대량영양소 및 지방 함량의 변수들 중 적어도 하나가 결정될 수 있는 유방 쉴드 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    센서 유닛(3)이 존재하며, 상기 센서 유닛(3)은 상기 모유 채널의 사이펀과 상기 적어도 하나의 센서(6, 7)를 포함하는 유방 쉴드 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서 유닛(3)은 표면 및 이 표면을 단단히 폐쇄시키는 커버(34, 34')를 갖는 본체(30, 30', 30")를 포함하며, 적어도 상기 사이펀은, 상기 표면 및/또는 커버에 구성되고 상기 커버와 상기 표면의 협력에 의해 유입구(35)와 유출구(37)를 제외하고 단단히 폐쇄되는 그루브에 의해서 형성된 유방 쉴드 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 표면은 상기 본체(30)의 반경 방향 바깥쪽으로 배향된 표면인 유방 쉴드 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 커버(34, 34')는 리드 또는 슬리브인 유방 쉴드 유닛.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 센서 유닛(3)은 최상부에서 개방되고 상기 표면이 파상 형상(300)으로 형성되어 있는 내부를 포함하며, 상기 커버는 파상 대응부로서 구성된 유방 쉴드 유닛.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 본체(30, 30', 30")는 전자 유닛(5)을 수용하기 위한 캐비티를 포함하는 유방 쉴드 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전자 유닛(5)은 신호 평가 모듈을 포함하는 유방 쉴드 유닛.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 센서 유닛(3)은 원형 실린더의 형상 또는 원뿔대의 형상을 갖는 유방 쉴드 유닛.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서(6, 7)는 적어도 하나의 광학 센서인 유방 쉴드 유닛.
  14. 제1항에 있어서,
    복수의 센서(6, 7)가 존재하며, 상기 복수의 센서(6, 7)는 서로 상이한, 유방 쉴드 유닛.
  15. 인간 모유를 유축하기 위한 착유 펌프의 센서 유닛으로서,
    상기 착유 펌프는 인간의 유방 상으로 배치시키기 위한 유방 쉴드(1); 유축된 모유를 수용하기 위한 모유 수집 컨테이너(4); 상기 유방 쉴드(1)로부터 상기 모유 수집 컨테이너(4)로 연장된 모유 채널; 및 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(6, 7)를 포함하며, 상기 모유 채널은 상기 모유의 흐름 방향을 한정하며, 상기 센서 유닛(3)은 상기 모유 채널의 일부를 포함하고, 상기 모유 채널의 일부는 사이펀을 형성하며, 상기 모유를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(6, 7)는 상기 모유의 흐름 방향으로 상기 사이펀으로부터 하류에 있는 상기 센서 유닛(3) 내에 배열된 것을 특징으로 하는 센서 유닛.
  16. 변화하는 부압의 적용에 의하여 유축되는 인간 모유의 유축 동안에 적어도 인간 모유의 흐름 거동을 결정하는 방법으로서,
    - 사이펀 영역의 댐 영역 내에 상기 모유를 수집하는 단계;
    - 상기 사이펀 영역의 사이펀 루프를 통해 댐 영역을 일괄적으로(batch by batch) 비워 모유 컬럼을 형성하는 단계;
    - 상기 모유 컬럼을 적어도 하나의 센서로 보내는 단계;
    - 일괄적으로 보내진 상기 모유 컬럼을 상기 적어도 하나의 센서에 의하여 검출하는 단계; 및
    - 시간의 함수로서 상기 센서의 신호를 평가하는 단계를 포함하는 방법.
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