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Die
Erfindung stellt ein medizinisches Gerät oder eine Vorrichtung bereit
zum Verbessern der Qualität
der Pflege hochgefährdeter
Neugeborener, die in der Intensivstation der Abteilung für Neugeborene
untergebracht sind. Sie gehört
zur Medizintechnik gemäß der Patentklassifikation
des europäischen Patentamtes – ep.espacenet.com,
wobei die Erfindung der Klassifikation A61G11/00 (Kleinkind-Inkubator-Klassifikation)
angehört.
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Hintergrund-Information
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Der
Hintergrund der Erfindung ist ein Kleinkind-Brutkasten (Inkubator),
der das medizinische Hauptgerät
für die
Pflege hochgefährdeter
Neugeborener darstellt.
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Die
folgenden Patente stellen Modelle von Inkubatoren, Systemen und
Vorrichtungen für
die Pflege hochgefährdeter
Neugeborener dar.
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Das
Patent
US 2347326 (1944)
zeigt ein Gerät,
das aus einer Wiederbelebungsvorrichtung für ein Kind und einem Inkubator
für Neugeborene
besteht.
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Das
Patent
US 3076451 (1963)
zeigt den Entwurf einer Reihe von Vorrichtungen, die in einen Inkubator
installiert sind, um die Regelung der Temperatur, der Feuchtigkeit
und der Sauerstoffzufuhr für Neugeborene
zu verbessern.
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Das
Patent
US 3335713 (1967)
stellt das am weitesten verbreitete Funktionsschema dar, das durch
mehrere Hersteller für
die Auslegung von Inkubatoren verwendet wird. Es beruht auf einem
System, das aus einem Belüftungskreis
besteht zur Übertragung
von Wärme
durch Konvektion und Steigerung der Feuchtigkeit durch Hindurchleiten
von Luft durch ein wasserhaltiges Gefäß in demselben Belüftungs-Strömungskreis.
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Das
Patent
GB 1546734 (1979)
zeigt die Auslegung eines Belüftungssystems,
das unmittelbar mit der Umgebung verbunden ist, in welcher das Neugeborene
in dem Inkubator untergebracht ist.
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Die
Patente
JP 56066255 (1981),
EP 0291280 (1988),
US 5797833 (1988),
WO 9848755 (1988),
US 5797833 (1998),
US 5730355 (1998) sowie
US 5840010 (1998) zeigen
eine Auslegung von Inkubatoren mit einer doppelwandigen Kuppel,
die einen Luftvorhang in der Haupt-Zugangstür erzeugt.
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Das
Patent
US 4750474 (1988)
zeigt die Auslegung eines Inkubators mit einer doppelwandigen zylinderförmigen Klimakammer,
bei dem die Luft zwischen den Wänden
und um das neugeborene Kind herum zirkuliert.
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Das
Patent
WO 9921526 (1999)
zeigt die Auslegung eines Heizsystems für Kleinkind-Inkubatoren mit
einer Doppelwand, bei dem die Luftströmung sowohl zwischen den Wänden der
Kuppel als auch um das Neugeborene herum zirkuliert.
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Bei
den heutzutage verfügbaren
Inkubatoren gelang es nicht, die Kontaminationsgefahr unter Neugeborenen
oder beim Bewegen der Luft zu dem Kind durch das Gebläse erzeugte
Geräusche
zu verringern. Darüber
hinaus erzielen sie keine gleichförmige Temperatur in der das
Neugeborene enthaltenden Umgebung. Die se Hauptprobleme sowie weitere
Sekundärprobleme,
wie z.B. der übermäßige Verbrauch von
Sauerstoff, elektrischer Leistung und mikrobieller Filter, gaben
den Anstoß für die Entwicklung
eines Gerätes,
das die Pflege hochgefährdeter
Neugeborener verbessert.
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Die
Nachteile der bekannten medizinischen Systeme werden im Zusammenhang
mit der vorliegenden Erfindung mittels einer medizinischen Vorrichtung
zum Verbessern der Intensiv-Pflege hochgefährdeter Neugeborener gelöst, welche
einen geschlossenen Kreislauf für
temperierte Luft aufweist mit einer aus drei konzentrischen Schichten
bestehenden Haube, die einen Hauben-Innenraum dazwischen bestimmt,
durch den temperierte Luft zirkulieren kann, wobei der geschlossene
Kreislauf für
temperierte Luft außerdem
einen Thermobasis-Behälter aufweist,
der mit der Haube komplementär
verbunden ist und ein Gebläse
sowie eine elektrische Heizvorrichtung aufweist, um eine Zirkulation
temperierter Luft innerhalb des Hauben-Innenraums zu erzeugen, um die Temperatur
in einer künstlichen
Zwischen-Umgebung ausreichend zu erhalten, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung eine hermetisch abgeschlossene Neugeborenen-Kapsel
aufweist, um eine Kontamination des Kindes durch die äußere Umgebung
zu verhindern, wobei der geschlossene Kreislauf für temperierte
Luft die Neugeborenen-Kapsel umschließt und die künstliche
Zwischen-Umgebung
zwischen der Neugeborenen-Kapsel und dem geschlossenen Kreislauf
für temperierte Luft
erzeugt wird, wobei die Vorrichtung außerdem aufweist:
- – einen
Kreislauf für
die kontinuierliche Belüftung zum
Verabreichen einer kontinuierlichen und geregelten Strömung aus
gefilterter, mit Sauerstoff angereicherter temperierter und befeuchteter
Luft an das neugeborene Kind im Innern der Neugeborenen-Kapsel,
wobei der Kreislauf für
die kontinuierliche Belüftung
eine Luftleitung und eine Sauerstofflei tung aufweist, die beide
mit einer Gas-Sammelleitung verbunden sind, die wiederum mit der
Neugeborenen-Kapsel verbunden ist, um in diese Luft hinein zu fördern, und
wobei der Kreislauf für
die kontinuierliche Belüftung
außerdem
eine Gemisch-Auslassleitung aufweist, um Gas aus der Neugeborenen-Kapsel
austreten zu lassen; und
- – ein
Zugangsmittel, das den Zugang ins Innere der Neugeborenen-Kapsel
von der äußeren Umgebung
ermöglicht.
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Vorzugsweise
weist das Zugangsmittel auf:
- (a) zwei Türen der
Haube, wobei jede Tür
eine Doppelschicht besitzt und einen Raum dazwischen bestimmt, durch
den temperierte Luft strömen
kann, und wobei jede Tür
zwei perforierte Achsen in ihrem Basisabschnitt aufweist, die dazu dienen,
die Tür
und die Haube durch Einfügen
in entsprechende Löcher
zusammenzufügen,
die sich in den Ecken der Basis der Haube befinden, und auch dazu
dienen, um Luft zwischen den beiden Schichten strömen zu lassen;
und
- (b) vier kreisförmige
Türen in
der Abdeckung der Neugeborenen-Kapsel.
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Ebenfalls
vorzugsweise ist die Neugeborenen-Kapsel wegwerfbar.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung weist der Thermobasis-Behälter akustische
Filter auf, um von der darin strömenden Luft
erzeugte Geräusche
zu verringern.
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Die
Doppelschicht-Haube und die Schicht der Neugeborenen-Kapsel sind vorteilhafterweise durchsichtig,
um eine Beobachtung des neugeborenen Kindes innerhalb der Neugeborenen-Kapsel von außerhalb
der medizinischen Vorrichtung zu ermöglichen.
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Der
Körper
der Thermobasis ist vorzugsweise äußerlich durch eine Schicht
aus thermischem Isolationsmaterial überzogen.
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Das
Gebläse
des Thermobasis-Behälters hat
ebenfalls vorzugsweise eine niedrige Drehzahl und weist großflächige Flügel auf.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung weist die Sauerstoffleitung einen Sauerstoff-Empfänger, ein
mikrobielles Filter, ein Rückschlagventil,
ein Proportional-Strömungsventil und
einen Strömungssensor
auf, so dass Sauerstoff in elektronisch gesteuerten Mengen an die Gas-Sammelleitung verabreicht
wird.
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Die
Luftleitung weist vorzugsweise einen Luftgenerator zur Aufnahme
von Luft von der äußeren Umgebung,
ein mikrobielles Filter, ein Rückschlagventil,
ein Proportional-Strömungsventil
und einen Strömungssensor
auf, so dass Luft in elektronisch gesteuerten Mengen an die Gas-Sammelleitung
verabreicht wird.
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Ebenfalls
vorzugsweise weist die Gas-Sammelleitung eine elektronisch gesteuerte
Heizvorrichtung zum Temperieren der gemischten Luft von der Luftleitung
und der Sauerstoffleitung sowie eine Befeuchtungsvorrichtung mit
einem mit destilliertem Wasser gefüllten Behälter auf.
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Die
Gemisch-Auslassleitung weist vorteilhafterweise ein bakterielles
Filter sowie Strömungs-, Temperatur-
und Relativ-Feuchtigkeits-Sensoren
auf, um den Zustand der an das Neugeborene verabreichten Gemisch-Luft
zu überwachen.
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Eine
spezielle, nicht einschränkend
aufzufassende Ausführung
der Erfindung wird nun anhand der begleitenden Zeichnung ausführlicher
beschrieben, wobei:
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1 eine
schematische Profilansicht einer medizinischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 eine
schematische vergrößerte Profilansicht
der Haube in einer medizinischen Vorrichtung gemäß der Erfindung ist;
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3 eine
allgemeine Gesamtansicht des Kreislaufs für die kontinuierliche Belüftung sowie
der Neugeborenen-Kapsel
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist; und
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4 eine
schematische Perspektivansicht der Haube in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die
künstliche
Neugeborenen-Blase ist ein medizinisches Gerät, das dazu ausgelegt ist,
um die Qualität
der Intensiv-Pflege
hochgefährdeter
Neugeborener in Intensivstationen der Neugeborenen-Abteilung von
Krankenhäusern
zu verbessern. Dieses Gerät
versorgt das Neugeborene mit Luft und Sauerstoff in gemischtem,
gefiltertem, temperiertem und befeuchtetem Zustand in einer sterilen
Umgebung (d.h., die Neugeborenen-Kapsel)
mit einem niedrigen Geräuschpegel
und einer gleichförmigen
Temperatur.
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Aufgrund
der funktionellen Analogie zwischen der Erfindung und dem Blasenkonzept
(hermetischer Raum, der von der äußeren Umgebung isoliert
ist) wurde dieses Gerät
als künstliche
Neugeborenen-Blase bezeichnet (vergleiche 1).
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Die
künstliche
Neugeborenen-Blase ist ein System, das aus zwei Gasströmungs-Kreisläufen besteht,
und zwar:
- 1. – einem geschlossenen Kreislauf
für temperierte
Luft; und
- 2. – einem
Kreislauf für
die kontinuierliche Belüftung.
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1. Geschlossener Kreislauf
für die
temperierte Luft
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Wie
in 2 gezeigt, hält
der Kreislauf eine gleichförmige
Temperatur in der unmittelbaren künstlichen Umgebung 3 aufrecht
(das heißt
die Umgebung, welche die Neugeborenen-Kapsel 10 enthält), wofür eine Heizvorrichtung 6 und
ein Gebläse 5 verwendet
werden, die eine Strömung
temperierter Luft erzeugen, die als Mittel für die Wärmeausbreitung verwendet wird.
Dieser Kreislauf ist mit dem Neugeborenen nicht in Kontakt und stellt
ein Merkmal dar, welches die Installation akustischer Filter 14 zur
Geräuschverringerung
ermöglicht.
Um den Geräuschpegel
noch weiter zu minimieren, hat das verwendete Gebläse 5 eine
niedrige Drehzahl und großflächige Flügel. Seine
Fähigkeit
Wärmeenergie
zu halten ermöglicht
die Einsparung elektrischer Leistung.
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Die
Teile dieses Kreislaufs sind die Haube 1 und die thermische
Basis 4. Beide sind komplementär verbunden, um den geschlossenen
Kreislauf zu bilden, durch den die temperierte Luftströmung zirkuliert.
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1.1. Die Haube
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Die
Haube 1 ermöglicht
das Aufrechterhalten der gleichförmigen
Temperatur der künstlichen
Zwischenumgebung 3 und schützt das Neugeborene physisch
vor der äußeren Umgebung.
Die Haube 1 ist doppelschichtig und besteht aus einem durchsichtigen
Material, das die Beobachtung des Kindes ermöglicht. Der Zu gang zu der Neugeborenen-Kapsel 10,
die das Neugeborene enthält,
erfolgt durch zwei Türen,
nämlich
eine vordere Tür 15 und
eine hintere Tür 16.
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Der
Körper
der Haube 1 besteht aus zwei Schichten, bei denen es sich
um zwei konzentrische zylinderförmige
Halbflächen
handelt. Zwischen diesen beiden Schichten befindet sich ein Raum 2, durch
den die temperierte Luft strömt.
Dieser Raum wird als Hauben-Innenraum 2 bezeichnet. Wie
in 1 gezeigt, kommuniziert dieser Raum 2 mit
der thermischen Basis 4 durch seine Enden und ermöglicht eine
Verbesserung der thermischen Isolierung der künstlichen Zwischenumgebung 3.
Wie in 4 gezeigt, bildet der Hauben-Innenraum 2 einen
gekrümmten
Kanal mit rechteckförmigem
Querschnitt, der an seinem Vorderende und Hinterende geschlossen
ist. In den Ecken der Basis der Haube 1 befinden sich vier
Löcher 17,
die ein Teil der Gelenke der halbkreisförmigen Türen 15, 16 sind
und gleichzeitig die Kanäle
der Türen
für die
temperierte Luft bilden, wie in 4 gezeigt.
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Die
halbkreisförmige
Vordertür 15 und
Hintertür 16 der
Haube ermöglichen
den Zugang in die Neugeborenen-Kapsel 10. Die Türen sind
doppelschichtig, um dazwischen einen Raum zu bilden, durch den die
temperierte Luft ebenfalls zirkuliert, wie in 4 gezeigt.
Diese Türen
werden verwendet, um die innere Umgebung des Haubenkörpers zu
schließen,
die als künstliche
Zwischenumgebung 3 bezeichnet wurde, und um einen Zugang
zu der Neugeborenen-Kapsel 10 bereitzustellen. In der Basis
der Türen
befinden sich zwei perforierte Achsen, die dazu dienen, um mit der
Haube zusammengefügt
zu werden und um die temperierte Luft zwischen den Schichten jeder
Tür strömen zu lassen.
Diese Achsen sind ein Teil der Gelenke bzw. Scharniere und dienen
auch dem Zweck, die Türen
mit dem Körper der
Haube zusammenzufügen,
wie in 4 gezeigt, wobei die Löcher 17 an der Basis
der Haube zusammenwirken.
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1.2 Thermische Basis
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Die
thermische Basis 4 ist ein Behälter, der durch seine Enden
mit der Haube 1 komplementär verbunden ist, wie in 2 gezeigt,
und die beiden bilden den geschlossenen Kreislauf für temperierte Luft.
Im Innern der thermischen Basis befindet sich im Bereich der Querschnittsebene
ein Gebläse 5 und vor
ihm eine elektronisch gesteuerte elektrische Heizvorrichtung 6.
Die Funktion der thermischen Basis 4 besteht darin, die
durch den Hauben-Zwischenraum 2 zirkulierende Luft zu erzeugen
und zu erwärmen.
Das Gehäuse
der thermischen Basis 4 ist außen durch eine Schicht aus
thermischem Isolationsmaterial abgedeckt, um die Temperatur zu halten.
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Die
für den
hohen Geräuschpegel
in Inkubatoren und herkömmlichen
Geräten
verantwortlichen Elemente sind das Gebläse und die von ihm erzeugte Luftströmung. Diese
Strömung
ist mit der Umgebung in Kontakt, die durch das neugeborene Kind
eingenommen wird. Bei dieser Erfindung ist die durch das Gebläse 5 erzeugte
Luft, die als Mittel zur Wärmeausbreitung
verwendet wird, mit dem Kind nicht in Kontakt. Dies ermöglicht die
Installation synthetischer Schäume
als Akustikfilter 4 im Innern der thermischen Basis 4,
um die Geräusche
zu verringern.
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2. Kreislauf für die kontinuierliche
Belüftung
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Wie
in 3 gezeigt, ist der Kreislauf für die kontinuierliche Belüftung eine
Gruppe aus hintereinander geschalteten pneumatischen Vorrichtungen, um
das Neugeborene mit einer kontinuierlichen Strömung aus gefilterter, mit Sauerstoff
angereicherter temperierter und befeuchteter Luft zu belüften.
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Die
Menge dieses Gases wird gemäß den Erfordernissen
jedes Kindes geregelt bzw. eingestellt, wodurch die Verwendung einer
geringeren Menge an Sauerstoff ermöglicht wird und für die bakteriellen
Filter mehr Zeit zur Verfügung
steht.
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Der
Kreislauf besteht aus zwei Teilen: dem Belüftungskreislauf und der Neugeborenen-Kapsel 10.
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2.1 Der Belüftungskreislauf
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Er
wird auch als Gasleitungs-Kreislauf bezeichnet und dient zur Verabreichung
eines medizinischen gasförmigen
Gemisches an das Neugeborene im Innern der Neugeborenen-Kapsel 10.
Er wird durch eine Luftleitung 7, eine Sauerstoffleitung 8, eine
Gas-Sammelleitung 9 und eine Gemisch-Auslassleitung 13 gebildet.
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2.1.1 Luftleitung
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Die
Luftleitung ist die Leitung, durch welche die äußere Umgebungsluft mittels
eines Luftgenerators aufgenommen wird, der das gasförmige Fluid
in Bewegung setzt. Die Luft wird vorab unter Verwendung eines mikrobiellen
Filters 18 gefiltert und zu der Gas-Sammelleitung 9 befördert. Ein
Rückschlagventil 19,
ein Proportional-Strömungsventil 20,
ein Strömungssensor 21 und
eine optionale Luftpumpe sind in dieser Leitung hintereinander installiert.
Die Luftleitung verabreicht die Luft in elektronisch gesteuerten Mengen.
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2.1.2 Sauerstoffleitung
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Die
Sauerstoffleitung ist der Reihe nach durch einen Sauerstoff-Empfänger 22,
ein mikrobielles Filter 18, ein Rückschlagventil 19,
ein Proportional-Strömungsventil 20 und
einen Strömungssensor 21 gebildet.
Der Sauerstoff wird der Gas- Sammelleitung 9 in
elektronisch gesteuerten Mengen durch diese Leitung hindurch verabreicht.
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2.1.3 Gas-Sammelleitung
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Die
Gas-Sammelleitung ist ein Kanal, bei dem die Luftleitung 7 und
die Sauerstoffleitung 8 konvergieren. In dieser Leitung
werden die Gase vermischt, mittels einer elektronisch gesteuerten
Heizvorrichtung 23 aufgeheizt und mittels eines Aufnahmegefäßes 24,
das destilliertes Wasser enthält,
befeuchtet. Dieses vorab definierte Gasgemisch tritt in die Neugeborenen-Kapsel 10 ein.
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2.1.4 Gemisch-Auslassleitung
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Das
Gemisch aus von der Neugeborenen-Kapsel 10 stammenden Gasen
strömt
durch diese Leitung in die äußere Umgebung
hinaus. Auf dieser Leitung sind ein bakterielles Filter 14 sowie
Strömungs-,
Temperatur- und Relativ-Feuchtigkeits-Sensoren 25 installiert,
um den Zustand des an das Neugeborene verabreichten Gemisches zu überwachen.
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2.2 Die Neugeborenen-Kapsel
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Die
Neugeborenen-Kapsel ist ein geschlossener Raum, in welchem das Neugeborene
untergebracht ist, mit einer transparenten Wand aus einem dünnen thermoformbaren
Material. Dort wird das Neugeborene hingelegt. Die Kapsel ist so
ausgelegt, dass sie nach der Beherbergung jedes Kindes weggeworfen
wird, um eine Kontamination zwischen jedem Neugeborenen zu verhindern,
das in das Gerät eingebracht
wird.
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Die
Neugeborenen-Kapsel besteht aus einer kuppelförmigen Abdeckung und einer
unteren Basis, die auf einer Plattform auf der thermischen Basis 4 aufliegt.
Beide Komponenten sind her metisch abgeschlossen und enthalten das
Gasgemisch, das mit Hilfe des Belüftungskreislaufes verabreicht
wird. Das Gasgemisch tritt in die innere künstliche Umgebung 11 durch
das eine Ende der Neugeborenen-Kapsel 10 ein – vorzugsweise
das Ende, in welchem sich der Kopf des Neugeborenen befindet – und strömt an dem
anderen Ende der Gemisch-Auslassleitung 13 aus, wo der
Strömungs-,
Temperatur- und Relativ-Feuchtigkeits-Sensor
installiert sind, um den Zustand der Luft, die dem Neugeborenen
verabreicht wird, zu überwachen.
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Die
Abdeckung der Neugeborenen-Kapsel 10 hat vier kreisförmige Türen 12,
die einen direkten Umgang mit dem Neugeborenen ermöglichen.
Das Einlegen des Neugeborenen in die Kapsel erfordert das Entfernen
der Abdeckung der unteren Basis und die Aufnahme des Neugeborenen
auf einer gefederten Bettbasis, die auf der unteren Basis der Neugeborenen-Kapsel
installiert ist.