DE10010720B4 - Behandlungseinheit für die Intensivpflege und Verfahren zur Steuerung der Wärmezufuhr - Google Patents

Abstract

Behandlungseinheit mit folgenden Merkmalen:
– einer ersten Heizquelle (19) als Umluftheizung,
– einer zweiten Heizquelle (3),
– einer Liegefläche (4) für einen Patienten (2),
– einer die Liegefläche (4) umgebenden Haube (18)
– einem ersten Temperaturregelkreis (9) zur Einstellung der Lufttemperatur in der Umgebung des Patienten (2) mit der ersten Heizquelle (19), einem ersten Temperaturregler (7) und einem Tenperatursensor (22), als Istwertgeber für die Lufttemperatur innerhalb der Haube (18),
– einem Temperaturregler (24), welcher von einem Temperatursensor (6) den Istwert der Körpertemperatur des Patienten (2) und von einem Sollwerteinsteller (25) einen Sollwert für die Körpertemperatur des Patienten (2) empfängt, um hieraus eine Sollwertvorgabe für die Lufttemperatur an den ersten Temperaturregelkreis (9) abzugeben,
– einem zweiten Temperaturregelkreis (12) zur Einstellung der Temperatur der Liegefläche (4), mit der zweiten Heizquelle (3), einem zweiten Temperaturregler (11) und einem zweiten Temperatursensor (10), welcher die Temperatur der...

Description

• Die Erfindung betrifft eine Behandlungseinheit mit mindestens zwei Heizquellen und einer Liegefläche für einen Patienten und ein Verfahren zur Steuerung der Wärmezufuhr an den Patienten.
• In der offenen Intensivpflege oder auch bei Inkubatoren wird dem Patienten zum Ausgleich der Wärmebilanz von außen zusätzlich Wärme zugeführt. Solange nur eine Heizquelle hierzu eingesetzt wird, ist die Regelung der Temperatur noch relativ einfach zu gestalten, da nur die Heizleistung dieser Heizquelle verändert werden muß. Sobald jedoch eine Kombination von verschiedenen Heizquellen vorliegt, muß festgelegt werden, in welchem Verhältnis die Heizleistungen der einzelnen Heizquellen zueinander stehen sollen.
• Aus der DE 42 04 398 C1 ist ein Inkubator bekannt, bei dem ein erster Regelkreis zur Einstellung einer bestimmten Lufttemperatur mit einem zweiten Regelkreis zur Einstellung der Luftfeuchtigkeit über eine Verknüpfungsschaltung in der Weise miteinander verbunden sind, daß bei Veränderung des Sollwertes der Lufttemperatur der Sollwert der Luftfeuchtigkeit automatisch nachgeführt wird. Auf diese Weise erhält man zwei gekoppelte Regelkreise für unterschiedliche Parameter, die als Master-Slave-Regelkreise bei der Konditionierung der Umgebungsluft zusammenwirken.
• Aus der DE 195 14 387 A1 ergibt sich die Verwendung von Matratzenheizung und Wärmestrahlern in Wärmebettchen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, um die Steuerung der Wärmezufuhr an einen sich auf einer Liegefläche befindenden Patienten zu verbessern.
• Die Lösung der Aufgabe für die Vorrichtung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Die Lösung der Aufgabe für das Verfahren wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Bei der offenen Pflege als auch bei der geschlossenen Pflege in Inkubatoren werden, zum Ausgleich der Wärmebilanz des Patienten, sowohl eine Lufttemperatur-Heizung als auch eine Liegeflächenheizung eingesetzt.
• Wird bei einer offenen Pflegeeinheit eine Strahlungsheizung zusammen mit einer Liegeflächenheizung betrieben, ist die Frage zu klären, wie hoch die Temperatur der Liegeflächenheizung eingestellt werden soll. Der auf einer Liegefläche befindliche, unbekleidete Patient verliert den größten Teil seiner Wärme an die Umgebung über Strahlungs-, Konvektions- und Feuchteverluste. Die Strahlungsheizung als einzige Wärmequelle auf dieser Seite der Körperoberfläche oberhalb der Liegefläche, muß deshalb auch den größten Anteil der Wärmezufuhr übernehmen und die Wärmeverluste an die Umgebung soweit kompensieren, daß der Patient mittelfristig in seiner Wärmebilanz ausgeglichen ist. Normalerweise wird die Strahlungsheizung mit einer Hauttemperatur-Regelung betrieben, die den Patienten auf einer konstanten Temperatur halten soll. Dazu wird ein Temperatursensor an der Haut des Patienten angebracht, vorzugsweise am Bauch des Patienten. Die Heizleistung der Strahlungsheizung orientiert sich dabei an der Abweichung zwischen der Sollwert-Vorgabe und der gemessenen Temperatur der Hautoberfläche. Die Heizleistung der Strahlungsheizung läßt sich dabei relativ schnell verändern, weil die thermischen Massen sehr klein sind. So liegt beispielsweise die Zeitkonstante einer Infrarot-Strahlungsheizung im Bereich von 3 Minuten bis 10 Minuten.
• Liegeflächenheizungen haben normalerweise größere thermische Massen und deshalb eine wesentlich größere Zeitkonstante als Strahlungsheizungen. Eine Liegeflächenheizung besteht zum Beispiel aus einer Aluminiumplatte, auf deren Unterseite eine Heizfolie geklebt ist. Die Aluminiumplatte sorgt für eine gute Wärmeverteilung in horizontaler Richtung. Auf der Aluminiumplatte liegt eine Gelmatratze, die einerseits für eine weiche, nachgiebige Unterlage und andererseits für eine gute Wärmeleitung zum Patienten sorgt. Die Zeitkonstante einer solchen Heizung liegt ungefähr zwischen 30 Minuten und 120 Minuten. Wegen der großen Zeitkonstante eignet sich die Liegeflächenheizung nicht besonders gut, um in einem geschlossenen Regelkreis die Temperatur eines Patienten schnell zu verändern. Die Hauptaufgabe der Liegeflächenheizung besteht deshalb darin, die Wärmeverluste an der Unterseite des Patienten zu minimieren.
• Solange die Liegefläche die gleiche Temperatur wie der Körperkern des Patienten hat, wird keine Wärme zum Patienten transportiert. In diesem Fall verhindert die Liegeflächenheizung die konduktiven Wärmeverluste zur Unterseite. Sobald jedoch der Patient auskühlt, führt die Liegeflächenheizung einen positiven Beitrag zur Wärmebilanzierung durch. Ein wichtiger Einsatz der Liegeflächenheizung ist die Aufwärmung von unterkühlten Patienten. In diesem Fall führen der große Temperaturgradient des kalten Körpers und die gute Wärmeleitung zu einem schnellen Aufwärmen des Patienten.
• Der Sollwert für die Liegeflächenheizung sollte sich im allgemeinen an der Körpertemperatur des Patienten orientieren und für den Fall einer normalen Körperkerntemperatur von 37 Grad Celsius ebenfalls 37 Grad Celsius betragen.
• Bei der geschlossenen Pflege wird die Luft innerhalb einer Haube mit einem Gebläse umgewälzt und auf einen vorbestimmten Sollwert temperiert. Zur Einstellung der Lufttemperatur ist ein erster Temperaturregelkreis vorgesehen, bei dem der Istwert der Lufttemperatur mit einem Temperatursensor in der Umgebung des Patienten erfasst und mit einem ersten Temperaturregler auf den Sollwert eingestellt wird.
• Zur Einstellung der Temperatur der Liegefläche ist ein zweiter Temperaturregelkreis vorgesehen, der seine Sollwertvorgabe über eine Verknüpfungsfunktion aus dem ersten Temperaturregelkreis empfängt.
• Der erste Temperaturregelkreis liefert hierzu den Sollwert oder den Istwert der Lufttemperatur an die Verknüpfungsschaltung und über die Verknüpfungsfunktion wird hieraus die Sollwertvorgabe erzeugt. Bei Einbeziehung einer Patiententemperatur, z. B. der Körperkerntemperatur, in die Regelung der Lufttemperatur, wird dem ersten Temperaturregler in vorteilhafter Weise ein weiterer Temperaturregler in Form einer Kaskadenregelung vorgeschaltet, der als Istwert die Patiententemperatur erhält und mittels eines Sollwertes für die Patiententemperatur eine Führungsgröße bildet, die als Sollwertvorgabe für die Lufttemperatur an den ersten Temperaturregler weitergegeben wird. Entsprechend der gemessenen Patiententemperatur wird die Sollwertvorgabe für die Lufttemperatur von dem zusätzlichen Temperaturregler erhöht oder erniedrigt. Durch Verknüpfung des ersten Temperaturregelkreises mit dem zweiten Temperaturregelkreis für die Einstellung der Temperatur der Liegefläche wird eine optimale Wärmeversorgung des Patienten bei geringstmöglichem Wärmeverlust erreicht.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine erfindungsgemäße Behandlungseinheit für die geschlossene Pflege,
• 2 eine Verknüpfungsfunktion zwischen dem Sollwert der Lufttemperatur und dem Sollwert für die Temperatur der Liegefläche.
• Bei einer in der 1 gezeigten erfindungsgemäßen Behandlungseinheit 1 für die geschlossene Pflege ist eine Liegefläche 4 in einer allseitig geschlossenen, transparenten Haube 18 angeordnet, und es ist eine Umluftheizung mit einer ersten Heizquelle 19 und einem Gebläse 21 vorhanden. Zusätzlich zu einem Temperatursensor 6 zur Messung der Körpertemperatur eines Patienten 2 ist ein Temperatursensor 22 zur Messung der Lufttemperatur innerhalb der Haube 18 angeordnet und mit einem ersten Temperaturregler 7 eines ersten Temperaturregelkreises 9 verbunden. Ein zweiter Temperatursensor 10, der die Temperatur der Liegefläche 4 erfaßt und die zweite Heizquelle 3 sind an einen zweiten Temperaturregler 11 angeschlossen und bilden zusammen einen zweiten Temperaturregelkreis 12. Der Sollwert für die Temperatur der Liegefläche 4 kann mittels eines Sollwert-Einstellers 13 vorgewählt werden, der über einen Umschalter 14 mit dem zweiten Temperaturregler 11 verbunden ist. Zwischen dem Umschalter 14 und dem ersten Temperaturregler 7 befindet sich eine Verknüpfungsschaltung 15. Bei der in der 1 gezeigten Schaltstellung des Umschalters 14 ist der erste Temperaturregelkreis 9 über die Verknüpfungsschaltung 15 mit dem zweiten Temperaturregelkreis 12 verbunden und der Sollwerteinsteller 13 ist außer Funktion. Eine in einem Speicher 16 abgelegte Verknüpfungsfunktion 23 gibt einen Zusammenhang zwischen dem Lufttemperatur-Sollwert T_L und dem Temperatur-Sollwert T_M für die Liegefläche 4 an, der in der 2 schematisch veranschaulicht ist. Die Verknüpfungsfunktion 23 ist derart bemessen, daß in einem Bereich für die Lufttemperatur T_L von 35° C bis 39° C, ein Bereich für die Temperatur der Liegefläche T_M, von 35° C bis 38° C, gegenübersteht, wobei zu T_L = 35° C der Wert T_M = 35° C und zu T_L = 37° C der Wert T_M = 37° C gehört.
• Bei der Behandlungseinheit 1, Figur 1, ist der Temperatursensor 6 über einen Temperaturregler 24 mit dem ersten Temperaturregler 7 in Form einer Kaskadenschaltung verbunden. Der Temperaturregler 24 erhält über einen Sollwerteinsteller 25 Vorgabewerte für die Körpertemperatur des Patienten 2. Zur Vermeidung von sich widersprechenden Einstellungen sind ein Sollwerteinsteller 8 für die Lufttemperatur und der Sollwerteinsteller 25 für die Körperkerntemperatur gegeneinander verriegelt, so daß entweder nur ein Sollwert am Sollwerteinsteller 8 für die Lufttemperatur oder am Sollwerteinsteller 25 ein Sollwert für die Körpertemperatur eingestellt werden kann. Für den Fall, daß am Sollwerteinsteller 8 ein Sollwert für die Lufttemperatur vorgegeben wird, und damit der Sollwerteinsteller 25 für die Körpertemperatur blockiert ist, wird mit dem Temperatursensor 22 die Lufttemperatur gemessen und vom ersten Temperaturregler 7 als Istwert weiterverarbeitet. Der Temperatursensor 6 mißt zwar die Körpertemperatur des Patienten, jedoch wird dieser Wert vom ersten Temperaturregler 7 bei der Einstellung der Lufttemperatur nicht mit berücksichtigt. Wird demgegenüber der Sollwerteinsteller 25 für die Körpertemperatur aktiviert und damit der Sollwerteinsteller 8 blockiert, verarbeitet der Temperaturregler 24 den vom Temperatursensor 6 gelieferten Istwert für die Körpertemperatur und den am Sollwerteinsteller 25 vorgewählten Sollwert für die Körpertemperatur zu einer Sollwertvorgabe für die einzustellende Lufttemperatur am ersten Temperaturregler 7. Der Istwert der Lufttemperatur wird kontinuierlich mit dem Temperatursensor 22 erfasst. Entsprechend der mit dem Temperatursensor 6 gemessenen Körpertemperatur wird die Sollwertvorgabe am ersten Temperaturregler 7 für die Lufttemperatur so verändert, bis die am Sollwerteinsteller 25 eingestellte Zielgröße für die Körpertemperatur erreicht ist. Liegt beispielweise die Körpertemperatur unterhalb des Sollwertes, wird die Sollwertvorgabe für die Lufttemperatur vom Temperaturregler 24 erhöht und bei einer gemessenen Körpertemperatur oberhalb des eingestellten Sollwertes wird die Sollwertvorgabe für die Lufttemperatur entsprechend reduziert. Die Verknüpfungsschaltung 15 empfängt den Istwert der Lufttemperatur oder die Sollwertvorgabe des Temperaturreglers 24 als Führungsgröße und gibt über die Verknüpfungsfunktion 23 einen Folgewert für die Temperatur der Liegefläche an den zweiten Regelkreis 12 ab.
• Durch die Veränderung der Körpertemperatur über die Lufttemperatur mit dem ersten Temperatur-Regelkreis 9 in Verbindung mit der Sollwertvorgabe für den zweiten Regelkreis 12 mittels der Verknüpfungsfunktion 23, wird eine optimale Temperierung des Patienten 2 erreicht.

Claims (4)

1. Behandlungseinheit mit folgenden Merkmalen: – einer ersten Heizquelle (19) als Umluftheizung, – einer zweiten Heizquelle (3), – einer Liegefläche (4) für einen Patienten (2), – einer die Liegefläche (4) umgebenden Haube (18) – einem ersten Temperaturregelkreis (9) zur Einstellung der Lufttemperatur in der Umgebung des Patienten (2) mit der ersten Heizquelle (19), einem ersten Temperaturregler (7) und einem Tenperatursensor (22), als Istwertgeber für die Lufttemperatur innerhalb der Haube (18), – einem Temperaturregler (24), welcher von einem Temperatursensor (6) den Istwert der Körpertemperatur des Patienten (2) und von einem Sollwerteinsteller (25) einen Sollwert für die Körpertemperatur des Patienten (2) empfängt, um hieraus eine Sollwertvorgabe für die Lufttemperatur an den ersten Temperaturregelkreis (9) abzugeben, – einem zweiten Temperaturregelkreis (12) zur Einstellung der Temperatur der Liegefläche (4), mit der zweiten Heizquelle (3), einem zweiten Temperaturregler (11) und einem zweiten Temperatursensor (10), welcher die Temperatur der Liegefläche (4) erfasst, – einer Verknüpfungsschaltung (15), welche den Istwert oder die Sollwertvorgabe des ersten Temperaturregelkreises (9), empfängt und über eine Verknüpfungsfunktion (23) einen Folgewert an den zweiten Temperaturregelkreis (12) abgibt.
2. Behandlungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsfunktion (23) derart bemessen ist, daß einem Bereich für die Lufttemperatur T_L von 35°C bis 39°C ein Bereich für die Temperatur der Liegefläche T_M von 35°C bis 38°C gegenübersteht, wobei zu T_L = 35°C der Wert T_M = 35°C und zu T_L = 37°C der Wert T_M = 37°C gehört.
3. Verfahren zur Steuerung der Wärmezufuhr an einen sich auf einer Liegefläche (4) einer medizinischen Behandlungseinheit befindenden Patienten (2), bei dem man – die Liegefläche (4) innerhalb einer Haube (18) anordnet, – eine erste Heizquelle (19) als Umluftheizung für die Temperierung der Luft innerhalb der Haube (18) vorsieht, – die erste Heizquelle (19) als Teil eines ersten Temperaturregelkreises (9) zur Einstellung der Lufttemperatur innerhalb der Haube (18) ausbildet, wobei der erste Temperaturregelkreis (9) einen ersten Temperaturregler (7) und einen Temperatursensor (22) als Istwertgeber für die Lufttemperatur enthält, – eine zweite Heizquelle (3) mit einem zweiten Temperaturregelkreis (12) als Heizung für die Liegefläche (4) ausbildet und mit einem zweiten Temperatursensor (10) die Temperatur der Liegefläche (4) als Istwert misst, wobei der zweite Temperaturregelkreis (12) einen zweiten Temperaturregler (11) enthält, – einen Temperaturregler (24) vorsieht, welcher von einem Temperatursensor (6) den Istwert der Körpertemperatur des Patienten (2) und von einem Sollwerteinsteller (25) einen Sollwert für die Körpertemperatur empfängt, um hieraus eine Sollwertvorgabe für die Lufttemperatur an den ersten Temperaturregelkreis (9) für die Lufttemperatur abzugeben, – eine Verknüpfungsschaltung (15) zwischen dem ersten Temperaturregelkreis (9) für die Lufttemperatur und dem zweiten Temperaturregelkreis (12) für die Liegeflächenheizung vorsieht, welche den Istwert oder die Sollwertvorgabe des ersten Temperaturregelkreises (9) für die Lufttemperatur empfängt, um hieraus über eine Verknüpfungsfunktion (23) einen Folgewert an den zweiten Temperaturregelkreis (12) für die Liegeflächenheizung abzugeben.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, die Verknüpfungsfunktion (23) derart zu bemessen, daß einem Bereich für die Lufttemperatur T_L von 35° C bis 39° C ein Bereich für die Temperatur der Liegefläche T_M von 35° C bis 38° C gegenübersteht, wobei zu T_L = 35° C der Wert T_M = 35° C und zu T_L = 37° C der Wert T_M = 37° C gehört.