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JP3357375B2 - 病人用の熱の支援装置 - Google Patents

病人用の熱の支援装置

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JP3357375B2
JP3357375B2 JP51355097A JP51355097A JP3357375B2 JP 3357375 B2 JP3357375 B2 JP 3357375B2 JP 51355097 A JP51355097 A JP 51355097A JP 51355097 A JP51355097 A JP 51355097A JP 3357375 B2 JP3357375 B2 JP 3357375B2
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sick
air
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heater
temperature
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ゴールドバーグ，チャールズ
シー． ニューカーク，デビッド
オルソン，ウィリアム
エム． ドネリー，マイケル
ジー． モール，ロバート
ガットウィリング，アラン
Original Assignee
ヒル−ロム，インコーポレイティド
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明の背景と要約 本発明は、病人用支持体で、特に病人のために持ち上
げられ、保護される支持表面を提供し、かつ病人の極く
周囲の環境の破壊を防ぎかつ最少にする病人用の熱の支
援装置に関する。そのうえ特に、本発明は、病人自身の
身体の保温力が病人を暖かく保つことができるように、
対流や蒸発による病人からの熱損失を最少にするため
に、病人の極く周囲の環境をコントロールする支援装置
に関する。本発明は、さらに加えて、もし望むなら、対
流と輻射の両者による暖房技術を用いて病人を暖めるよ
うな構造とされている。
保育器と輻射加温器は、小さい又は早産の児の適切な
体温を維持するのに用いられる。保育器は、病人の熱損
失を最少にするために、加熱空気がその中を循環する、
一般的には透明な包囲体をもっている。加えて、熱は対
流熱伝達により病人へと伝達される。保育器は、保育器
と幼児とからの熱損失を最少にする一方で、幼児への定
例の世話が出来るように、手の出入口又は小さな入口扉
のような補足の入口手段と同時に、保育器内の幼児を置
き換えたり又は移転させたりするための大きな入口扉と
が、典型的には設けられている。
輻射加温器は、幼児が看護者によってひんぱんに関与
を受けられるように、連続し、開口した入口が設けられ
ている。輻射加温器は、典型的には、病人に吸収される
赤外線エネルギーを放出する赤外線加熱器からの輻射熱
伝達により、病人に熱を伝達する。赤外線加熱器は、輻
射加温器の病人の支持表面の上に吊り下げられた支持体
に典型的には取り付けられている。輻射加温器は、幼児
からの蒸発による水損失を最少にするために、幼児支援
装置に通常は役に立っている天蓋物又は他の囲い物を典
型的には含んでいない。なぜならば、そのような天蓋物
又は囲い物は、看護者が幼児に接するに邪魔になるから
である。
病人は、病人の皮膚と、毛布のようなものを含む物と
の接触でさえも最少にすることが望ましい状態を受ける
ことができる。加えて、看護者が、危急の世話をする状
態にある場合に病人に絶えずかつ即座に接することがで
きることが、ときどき必要である。必要とされるのは、
病人がそのような加温を望まれている場合に病人に対し
連続的かつ開口している入口を提供し、病人からの蒸発
による水損失とその結果である蒸発による熱損失を最少
にするようにされた病人の支援装置であり、それによ
り、病人はその装置によって支援されている間は、覆い
をする必要がない。
本発明によれば、病人の支援と環境とを管理できる装
置が提供される。この装置は、枠体と、その枠体によっ
て支えられた上を向いた病人−支持表面とを具備してい
る。加えて、エアカーテン発生器が枠体に取り付けられ
ている。エアカーテン発生器は、第１と第２のエアカー
テンを与える。病人−支持表面は、周囲を有し、第１と
第２のエアカーテンが、その周囲に隣接して発生し、病
人の支持表面の上方にある一点に集められる。第１と第
２のエアカーテンは、病人の空間を区画形成するのに、
病人−支持表面と協力している。
病人の身体からの湿分の蒸発から起る蒸発による熱損
失と同様に、伝導、対流、輻射のいずれの熱伝達による
熱損失をも、病人は経験する。伝導による熱損失は、病
人の熱損失では非常に少ない量であり、輻射による熱損
失は、病人を囲っている台や壁のような表面を加熱する
ことによって最少にすることができる。蒸発と対流によ
る熱損失は、病人の近くの空気を調節することによって
制御することができる。蒸発と対流による熱損失の程度
に影響を及ぼすのに作用する因子は、病人の近くの空気
の流速と、病人の近くの空気の湿度と、病人の近くの空
気の温度とである。
エアカーテンは、病人−支持表面と協力し、病人の空
間の外側からの妨害を防ぐ病人の空間を区画形成してい
る。エアカーテンは、病人の空間の外側の大気の影響に
対する有効な障壁となっており、これにより病人の空間
は、病人用の熱の支援装置を取り囲んでいる環境の変化
に、ほぼ影響されない。同時に、病人用の熱の支援装置
は、病人と看護者との間の身体上の障壁がないように作
動され、エアカーテンがされる場合でさえも看護者の病
人に対する連続的な、開口した入口を提供している。
好ましい実施の形態においては、本発明による病人用
の熱の支援装置は、病人を覆うため、かつ病人を熱損失
から保護し、病人が発生した暖かさが、病人を暖かにす
る“熱−中立”の環境を創るためにエアカーテンを用い
ている。この装置は、病人を覆う又は他のどんな方法に
よる接触物の必要なしに、台上に支持されている病人
に、看護者が妨害なしに接することができるようにして
いる。
“乾燥”物は、対流による熱伝達を生じさせるため
に、目的物の上に乾燥した加温空気を送風することによ
って、加温される。同様に、湿った物は目的物の上に加
温空気を送風することによって加温される。湿った物の
加温は、送風空気が、目的物による正味の湿分損失がな
い十分な湿度がある場合には、最大となる。しかしなが
ら、病人は、現在の公知の技術により病人に送給される
どんな空気よりも、もっと湿分を含んでいる。その結
果、病人を包んでいる空気の速度が増加すると、病人か
らの蒸発による湿分損失が増し、病人が受ける蒸発によ
る熱損失が増加する。
換言すると、加温空気が病人に送られると、蒸発によ
る熱損失である否定的な加熱効果と、対流による熱伝達
の肯定的な加熱効果とを含む競合している加熱効果があ
る。例えば、湿分が補充されていない38℃の空気を、約
0.15m/s（0.49ft/s）以下の速度で病人に送る場合、対
流熱伝達による加熱は、蒸発の湿分損失による熱損失よ
りも大きく、それにより病人への正味の確実な熱伝達が
起きる。しかしながら、病人に送られる空気が、約0.15
m/s（0.49ft/s）以上である場合、蒸発による熱損失
が、対流によって病人に熱を供給するよりも速い割合
で、病人から熱を奪い、それにより、しきい値速度以上
に空気速度を上げることは、病人から正味の熱を奪って
しまう。
エアカーテンの当初の目的は、病人を囲んでいる空気
の覆いを妨害するのを最少にすることにあるが、この装
置は、少くとも１つの付加のエアカーテンからの空気を
病人の方に向けることによって、いくらかの対流による
加熱を与えている。このように病人用の熱の支援装置の
目下の好ましい実施の形態では、病人の空間の外側から
エアカーテンを通して病人の空間への空気の進入に抵抗
する病人の上方のエアカーテンの“テント”を形成する
ために、病人−支持表面の側面に沿って上方に向けられ
た２つの対向するエアカーテンを提供している。また、
病人−支持台の端部で病人に向けて発生している２つの
付加的なエアカーテンが、病人を対流加熱するために提
供されている。
加えて、病人への介入を少くするために、病人用の熱
の支援装置は、病人−支持表面の上方の天蓋物が病人の
空間を囲っている側壁を引っ込めて低くされた包囲様式
に作動させることもできる。病人と、病人を囲んでいる
周囲の覆いとの間の湿分の勾配を最少にするために、湿
分をエアカーテンに加えることができる。典型的には、
病人と覆いとの間に大きな湿分の勾配があるが、この勾
配は、エアカーテンと覆いとの間の湿分の勾配を形成す
ることによって最少にすることができ、それにより湿分
はエアカーテンから覆いへと移る。覆いの湿度を最大に
することは、病人と覆いとの間の湿分の勾配を最少に
し、病人から覆いへの伝達量を最少にする。このように
して、蒸発による湿分損失とその結果の蒸発による熱損
失とが、病人と病人を囲んでいる空気の覆いとの間の湿
分の勾配を最少にすることによって、最少にされる。こ
のことは、エアカーテンに湿分を加えるという本発明に
より達成される。
好ましい実施の形態では、この装置はいくつかの付加
的な特徴をも含んでいる。例えば、支持表面から離れて
いる点で、開口している排気口が、エアカーテンからの
空気を吸引するのに設けられ、こうしてエアカーテン全
体の価値を高めている。この装置が包囲様式で作動され
ている場合、排気口は、エアカーテンによって区画形成
された包囲体の“頂点”近くに好ましくは設けられる。
排気口は、病人の上方にある天蓋物に隣接している。
天蓋物と排気口は、支持表面の上方で垂直方向に隣接し
ており、それにより天蓋物と支持表面との間隔が看護者
によって変えることができる。この装置は、排気口と表
面との垂直方向の間隔を検出するための位置検出器をも
設けられる。エアカーテン発生器が、エアカーテンを形
成している空気速度が支持表面と排気口との間隔によっ
て自動的に変えられるようにされており、これによりエ
アカーテンの価値を一層高められる。
エアカーテン発生器は典型的には加熱空気を供給する
通路又はマニホールドを含んでいる。マニホールドは、
病人−支持表面を保持している台の下側に隣接して配置
されている。マニホールドは、加熱空気の一部を逃が
し、かつその台の底部表面に向けられるようにしている
開口する又は排口用の穴を含んでいる。加熱空気から台
の底部表面への熱伝達は、台及びマットレスを通して病
人−支持表面をも加熱し、こうして病人に対する付加的
な暖房源を提供している。
好ましい実施の形態ではまた、この装置は、輻射熱伝
達により病人に熱を伝達する天蓋物に結合された赤外線
輻射加熱器を含んでいる。赤外線輻射加熱器は、病人自
身の暖気と、病人−支持表面を加温するマニホールドか
ら逃げた加温空気と、病人に送給されるエアカーテンの
加温空気とで協力し、病人のために望ましい熱環境を維
持する。いくらかの状況では、病人は望ましい熱環境を
達成するのに十分な暖気を発生しない。また予め決めら
れたしきい値温度を越えて加温空気を加温することは、
望ましくないかも知れない。輻射加熱器は、病人でも加
温空気でも望ましい病人の温度を達成し、維持するのに
どちらも十分でない場合には、望ましい病人の温度を達
成し、維持するのを助けることができる。
本発明による装置は、病人の温度を調節する主制御器
が設けられている。主制御器に用いられるアルゴリズム
は、エアカーテンに供給される加温空気の温度と、赤外
線輻射器に供給される電力とを制御することができる。
好ましい実施の形態では、輻射加熱器によって供給され
るエネルギーは、病人に供給される赤外線エネルギーに
よる湿分損失を最少にするために、最少とされる。
このアルゴリズムはまた、エアカーテンを形成する加
温空気の温度が、予め決められた最高温度を越えないよ
うな構成とされている。加温空気の温度がこの予め決め
られた最高温度に近づいた場合、輻射加熱器は病人への
エネルギーの供給を開始する。もっと多くのエネルギー
が必要とされるならば、主制御器は、加温空気の温度が
予め決められた最高温度に到達するまで、加温空気の温
度と輻射加熱器によって与えられるエネルギーとの両方
を増加する。この点で、更なる温度上昇が輻射加熱器に
よって与えられる。このようにして、主制御器は、病人
の空間を操作するためにエアカーテンと輻射加熱器を制
御し、最終的には望ましい温度に病人の温度を保つため
に、病人への対流と輻射熱伝達を調節している。
本発明の別の形態によれば、装置は、病人を支持して
いる支持表面と、病人を暖めるための対流熱を供給する
対流加熱器と、病人を暖めるための輻射熱を供給する輻
射加熱器と、支持表面に隣接する空気に湿分を加える加
湿器とを含んでいる病人の加温装置の作動を制御するよ
うにしている。この装置は、支持表面上の病人を実質的
に予め選択された温度に保つために、対流加熱器と輻射
加熱器のそれぞれの出力電子のレベルを変える、対流加
熱器に接続した第１の出力と輻射加熱器に接続した第２
の出力とを有する制御器を含んでいる。この制御器は、
加湿器からの出力を調整するための加湿器に接続した第
３の出力を有している。この装置は、制御器へのフィー
ドバックを与える、制御器に接続した出力を有している
温度検出器をも含んでおり、これにより制御器は、支持
表面上の病人を実質的に予め選択された温度に保ってい
る。更にこの装置は、制御器に接続した出力を有してい
る湿度検出器をも含んでいる。制御器は、湿度検出器か
らの出力に基づき加湿器を調整し、制御器が実質的に予
め選択されたレベルに湿度を保つようにしている。
好ましい実施の形態においては、温度検出器は病人に
接続されるようにされている。この装置は、制御器に接
続した警報器を含んでいる。制御器は、もし温度検出器
からの出力が、予め選択された又は望ましい温度からの
予め決められたレベル以下又は以上に変わるならば、警
報信号を発生する。更にこの装置は、制御器に接続した
入力装置を含んでおり、看護者が予め選択された温度及
び予め選択された湿度レベルに調整することが出来るよ
うにしている。
病人の温度を調節するのに加えて、本発明による装置
は、病人が照らされている光度レベルを監視することも
出来るし、病人が望ましい予め決められた最高騒音レベ
ル以上の音にさらされている場合には、看護者に指示す
ることも出来る。光度監視装置と騒音監視装置とは、主
制御器により制御される。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、明らかに分かる
ように本発明を実行する上での最もよい態様を例示して
いる、以下に詳細に説明された好ましい実施の形態を考
慮することにより、当業者であれば明らかになるであろ
う。
図面の簡単な説明 詳細な説明は、特に添付の図番を参照している。
図１は、本発明による病人用の熱の支援装置の斜視図
であり、キャスター上に支持された基台と、基台上に支
持され、病人−支持表面を支えている病人支持部分と、
天蓋物支持腕によって病人−支持表面上に支持された回
転ディスプレイ画面と、病人−支持表面上に天蓋物支持
腕によって支持された天蓋物とを示している。
図２は、図１の病人−支持表面と天蓋物支持腕との斜
視図であり、病人−支持表面の周囲から天蓋物支持腕の
対流の戻りに形成された排気口に延びているエアカーテ
ンと、病人−支持表面上にある排気口と、病人の空間を
区画形成するために病人−支持表面と協力しているエア
カーテンとを示している。
図３は、図１の線３−３に沿って切断した概略断面図
であり、上昇した位置にある天蓋物と、下方位置に回動
された回動可能な側壁部と、病人の支持表面上で、エア
カーテンと病人−支持表面との間に定められた病人の空
間内に横たわっている病人とを示している。
図４は、図３と同様の図であり、病人用の熱の支援装
置内の病人を取り囲むために、病人−支持表面上の下降
位置にある天蓋物と上方位置にある回動可能な壁部とを
有する包囲位置にある病人用の熱の支援装置を示してい
る。
図５は、病人用の熱の支援装置の第２の実施の形態の
図３と同様の図であり、上昇した位置にある天蓋物と、
上方に回動された回動可能な天蓋物の側部部材と、看護
者が病人に接するのを最大にするために下方位置に動か
された摺動可能な側壁部とを示している。
図６は、図５と同様の図であり、病人−支持表面上の
降下位置にある天蓋と、下方に回動された天蓋物の側部
部材と、病人を囲むために上方位置に動かされた摺動可
能な側壁部とを有する包囲位置にある病人用の熱の支援
装置を示している。
図７は、図１の病人用の熱の支援装置の病人−支持部
分を分解した分解斜視図であり、タンク状のマットレス
の窪みと、このマットレスの窪みの回りに形成された空
気を操作する組立体とを含むように形成されたおけ状の
槽（タブ）と、床板上に形成された台の回りに多数の排
出口を有するおけ状の槽上の床板と、おけ状の槽に結合
された天蓋物支持腕に連結された可動な天蓋物とを示し
ている。
図８は、おけ状の槽の足端部の分解拡大斜視図であ
り、空気を操作する組立体の構成要素を示している。
図９は、おけ状の槽の足端部の部分平面図であり、空
気を操作する組立体の構成要素を示している。
図10は、図９の線10−10に沿って切断された断面図で
あり、空気を操作する組立体の構成要素を示している。
図11は、おけ状の槽の足端部の分解拡大斜視図であ
り、空気を操作する装置と加湿器の構成要素を示してい
る。
図12は、天蓋物及び天蓋物に連結している携帯可能な
付属品との分解斜視図であり、付属品は、天蓋物のソケ
ットに電気的に接続するために後方に突出している取付
用ピンとプラグとを有する回動可能な連結具を含んでい
る。
図13は、天蓋物と携帯可能な付属品の第２の実施の形
態の図12と同様の図であり、天蓋物は、回動可能な連結
具と、この回動可能な連結具に結合されたピン（図示さ
れない）とプラグ（図示されない）とを含む付属品とを
含んでおり、この付属品は、天蓋物から放射Ｘ線の窓を
露出している外方向の位置まで回動できる。
図14は、おけ状の槽の斜視図であり、おけ状の槽のマ
ットレスの窪みに設置されたマットレスの位置付け用組
立体によって支えられたマットレスを示している。
図15は、マットレスとマットレスの位置付け用組立体
の分解斜視図であり、マットレスを支えている台と、そ
の台に設置された負荷セルと、ロードセルの下に設置さ
れた伸縮組立体とを示している。
図16は、寝床面上の幼児を加温するために、対流加熱
器と輻射加熱器の作動を制御するための制御器を示して
いるブロック図である。
図17は、制御器と、使用者のインターフェースと、本
発明の幼児用の熱の支援装置の残りの構成要素との情報
の流れを示す図である。
図18は、本発明の空気様式の作動のための制御ブロッ
ク図である。
図19は、加熱器の制御回路のブロック図である。
図20は、空気様式の作動中の制御器によって行われる
段階を示しているフローチャート図である。
図21は、本発明の制御器の制御ブロック図である。
図22は、乳児様式の作動における対流加熱器と輻射加
熱器の制御を示す線図である。
図23は、乳児様式の作動中の制御器によって行われる
段階を示しているフローチャート図である。
図24は、処置様式の作動中の本発明の制御器によって
行われる段階を示すフローチャートである。
図25は、本発明の付加的な特徴を示すブロック図であ
る。
図面の詳細な説明 本発明による病人用の熱の支援装置10は、図１に例示
として示されている。装置10は、病人14を支持するため
の病人−支持部分12を含んでいる。この明細書の目的に
対しては、病人14は、医師の医学上の管理下にある人な
ら誰れでも含めるように広く定義されている。
キャスター18と、キャスター18に連結した制動／操縦
ペダル20と、天蓋物24を支えている天蓋物支持腕22とを
有している基台部分16は、病人−支持部分12に取り付け
られている。天蓋物支持腕22は、図１に示されるように
病人−支持部分12の頭端部88で、病人−支持部分12の足
端部84に取り付けられるか、又は図５と６に概略的に示
されているように病人−支持部分12の側部に取り付けら
れている。
基台部分16は、装置10の両側部に使用のために基台部
分16を通って摺動する引き出し（図示されていない）を
設けることもでき、この引き出しは、調節可能な箱（図
示されていない）をもつ可動のトレイ（図示されていな
い）を有している。基台部分16は、伸縮自在の部材62,6
4をも含んでおり、それにより基台部分16と病人−支持
部分12との高さを調節できる。基台部分16と病人−支持
部分12とは、枠体を区画形成するのに協力している。
好ましい病人用の熱の支援装置10は、エアカーテン2
6,28を通って装置10の外側からの空気の流れを妨げるた
めに、図２と３に概略的に示されているように病人−支
持部分12の側部から上方に向けられた第１と第２の加熱
されたエアカーテン26,28とを与えている。加えて、装
置10は、病人−支持部分12の頭部又は足部のどちらかに
沿って、好ましくはエアカーテン26,28の下方近くに向
けられた第３の加熱されたエアカーテン30を与えること
ができ、かつ装置10は、図２に示されるように第３のエ
アカーテン30に対向する第４の加熱されたエアカーテン
32を与えるようにされている。
病人用の熱の支援装置10の病人−支持部分12は、図３
−６に概略的にかつ図14と15に示されているように、台
36を支えている床板34を含んでいる。上を向いている病
人−支持表面40を有するマットレス38は台36に載ってお
り、多数の空気吹出口42が図２−６に示されるようにマ
ットレス38の周囲を囲んでいる。天蓋物−支持腕22が、
病人−支持表面40から垂直方向に離れている排気口44を
含むように形成されている。エアカーテン26,28が、そ
の下に病人の空間46を区画形成するために、マットレス
38の周囲からほぼ排気口44に向って延びている。
好ましくは、エアカーテン26,28は、空気吹出口42か
ら吹き出した0.2〜0.5m/s（0.66〜1.6ft/s）間の空気速
度と42℃の温度、又はそれ以下の空気速度を有してい
る。また、エアカーテン26,28は、好ましくは病人14上
にエアカーテンの“テント”を形成するために病人−支
持表面40上に、例えば図３に示される45度の角度48で向
けられている。有効なエアカーテンのテントは、角度48
が図５に示されるように、病人14上のエアカーテン26,2
8の直接の衝突を起さないどのような角度にまで低くさ
れても、維持され、角度48は、テントの中へ外部の空気
流が入るのを妨害するというエアカーテン26,28の効力
を落とすことなしに、病人−支持表面40上に90度と同様
な高さまで上げられる。
好ましくは、エアカーテン26,28は一般には病人14に
向けられない。しかしながら、好ましい実施の形態にお
いては、エアカーテン30,32からの空気は、エアカーテ
ン26,28の下の病人の空間46の中の病人14に送給され
る。エアカーテン30,32は、病人14に送給される空気の
速度が約0.15m/s（0.49ft/s）より大きくはないように
形成されている。
好ましい実施の形態は前述のように構成されるが、エ
アカーテン26,28,30,32は、４つのエアカーテン26,28,3
0,32のどれかが上方に向けられ、かつ４つのエアカーテ
ンの別のどれかが病人の空間46に向けられるように形成
されている。加えて、各々のエアカーテン26,28,30,32
と病人−支持表面40との間に形成される、図３に示され
る角度48のような角度が、各々のエアカーテン26,28,3
0,32に対して異なっており、これにより４つのエアカー
テン26,28,30,32の全てが、病人−支持表面40に対し異
なる角度である。この明細書中に参考文献としてあげ
る、1993年12月17日に出願されたドンネリイ外による米
国特許第5,453,077号によれば、加熱されたエアカーテ
ンを設けている幼児用の熱の支援装置が開示されてい
る。
病人14への及び病人14からの熱伝達は、病人14からの
湿分の蒸発に伴う蒸発による熱損失と同様に、主として
伝導、対流、輻射の熱伝の機構のいづれかによって起き
る。伝導による熱損失は、病人14からの熱損失の内で非
常に低い量であり、輻射による熱損失は、病人14を取り
囲む台や壁のような表面を加熱することによって最少限
におさえられる。蒸発と対流による熱損失は、病人の空
間46内の空気を調節することによって制御できる。蒸発
と対流による熱損失の程度に影響を及ぼす因子は、病人
14に向けられる空気の温度と速度、及び病人14を囲んで
いる病人の空間46の空気の湿度である。
最初は加熱空気の温度以下の温度である目的物に加熱
空気を向けることは、２つの競合する熱伝達効果を起こ
す。加熱空気は、対流により目的物の温度を上げる。同
時に、加熱空気は目的物の湿分を蒸発させ、蒸発による
湿分損失を起こし、結果として蒸発による熱損失をもた
らす。空気の速度を増すと、対流による加温効果と蒸発
の熱損失による冷却効果の両者が増大するが、それは異
なる割合で増大する。
例えば、病人14に向けられる、38℃で何の補充の湿分
を有しない空気は、その空気が病人14に対して約0.15m/
s（0.49ft/s）以下である限り、病人14を実質的に加温
するであろう。病人14に送給される空気が、約0.15m/s
（0.49ft/s）以上である場合、蒸発による熱損失が、対
流による利益に対向して働き始め、いくらかしきい値よ
り高い空気速度では、病人14への対流による熱供給より
ももっと速い割合で、蒸発による熱損失が病人14から熱
を奪い、それにより、しきい値速度以上に空気速度を上
げることは、病人14から正味の熱の引き出しを起こす。
エアカーテン26,28は、病人の空間46の外側からエア
カーテン26,28を通して病人の空間46への空気の動きを
減少させる。エアカーテン26,28は、病人の空間の外側
からの空気の進入を最少にし、それにより病人の空間46
を調整する。このようにエアカーテン26,28は、病人の
空間46の外側の空気から病人を隔離し、“熱−中立”の
環境を区画形成し、病人14より発生した暖気が病人14の
温度を望ましい温度に保たせる毛布のような役目をして
いる。
典型的には病人14は、病人14を囲んでいる病人の空間
46の空気に見られるよりもはるかに高い湿度を有してい
る。この湿分の勾配が、病人14に空気の流れを向けられ
ていないときでさえも、図３−６に矢印52で示されてい
るように、病人14からの重要な蒸発による湿分損失と熱
損失とを起こす。エアカーテン26,28は、病人14の空間
内の病人14による湿分損失を抑えることによって蒸発に
よる湿分損失を最少にし、病人14と病人の空間46との間
の湿分の勾配を最少にしている。
加えて、病人用の熱の支援装置10は、図４と６に概略
で示されるように、エアカーテン26,28,30,32の湿度を
増加するために加湿されたエアカーテン26,28,30,32を
有する包囲様式で作動される。エアカーテン26,28,30,3
2の湿度の増加は、エアカーテン26,28,30,32と病人の空
間46との間の第２の湿分の勾配を作る。この第２の湿分
の勾配は、図４と６に矢印54で示されるエアカーテン2
6,28,30,32から病人の空間46への湿分の移動をもたら
す。さらに病人の空間46への湿分の移動は、病人の空間
46と病人14との間の湿分の勾配を減少し、その結果、さ
らに病人14からの蒸発による湿分損失と熱損失を少なく
している。
エアカーテン30,32は、図２に示されるように、好ま
しくは約0.15m/s（0.49ft/s）の速度又はそれ以下の速
度で、病人14に空気を向けるようにされており、それに
よりこの空気が病人14を暖める。後述するように、エア
カーテン26,28,30,32内の空気は加熱され、それにより
エアカーテン30,32からの対流熱伝達が、病人14から発
生した暖気が病人の空間46内に隔離された病人14を暖め
るのを増大させる。
病人用の熱の支援装置10は、図１に示されるように、
付加として輻射加温器56が設けられている。輻射加温器
56は、病人14を加温するために赤外線放射を発生し、病
人14に供給する。好ましい実施の形態においては、エア
カーテン26,28,30,32中の加熱空気は、空気吹き出し口4
2から起きる場合の42℃よりも高い温度ではない。病人1
4から発生した暖気と加熱空気とが、病人14を望ましい
温度にするのに不十分である場合に、輻射加温器56が用
いられ、病人14に追加の加温を与える。要するに、輻射
加温器56は、病人14を望ましい温度に加温するために、
病人14から発生した暖気とエアカーテン30,32からの加
熱空気によって与えられた対流加熱の両者を増大させる
第２の追加手段である。
病人用の熱の支援装置10の床板34は、図２に示される
ように、床板34から排気口44まで上方に延在している対
流戻り60と、内部床板158を区画形成するために対流戻
り60と協働している側壁部146と、病人14に用いられる
品目（アイテム）の貯蔵（図示されていない）のために
病人−支持表面40に隣接する内部床板158上の加温貯蔵
領域164とを有する構造とされている。例えば、アルコ
ールの拭きもの、消息子及び食塩びん等の全てが、この
加温貯蔵領域に貯えられる。加温貯蔵領域が天蓋物24の
下にあるので、貯蔵された品目が、かなり暖かいまま
で、病人14を囲んでいる空気の温度に近い温度のままで
あろう。病人14を囲んでいる空気温度又はそれに近い温
度に、そのような品目を保つことは、病人14の皮膚とそ
の品目との始めの接触において、病人14の“冷ショッ
ク”の経験を少くする。
病人−支持部分12には、図１と２に示されるように、
回転するディスプレイ160もまた設けられている。ディ
スプレイ160は、ディスプレイ160の垂直方向の位置が基
台部分16の高さの変化と共に調整できるけれども、成人
の看護者のほぼ腰の高さに設置されている。好ましい実
施の形態では、回転するディスプレイ160は、装置10の
左右に回動するように天蓋物−支持腕22に回動可能に取
り付けられ、内部床板158の外側に置かれている。
病人−支持部分12は、図７−11と13に示されるよう
に、エアカーテン発生器又は空気操作組立体74によって
囲まれたマットレスの窪み72を有するおけ状の槽（タ
ブ）70を含んでいる。床板34は、おけ状の槽70の上に支
えられ、天蓋物−支持腕22が床板34とおけ状の槽70の両
者によって支持されている。空気操作組立体74は、図７
−11に示されるように、加熱器74と、ファン78と、ファ
ンモータ79と、フィルタ80と、仕切り82と、おけ状の槽
70内に形成された様々の通路又は小道とを含んでいる。
おけ状の槽70は、図７に示されるように、壁部86を有
する足端部84と、壁部90を有する頭端部88と、それらの
間に延在する２つの側部92,94とを含んでいる。横断す
る隔壁96が、側部92,94間に延在し、かつ隔壁96と壁部8
6との間の空気の仕立区画室98と空気混合空間126とを含
む空間を区画形成するために、壁部86,90から間隔をあ
けられている。
更におけ状の槽70は、図７に示されるように、マット
レスの窪み72を区画形成している内部壁112を含んでい
る。内部壁112は隔壁96と側部92,94と協力して、図８と
９に示されるように、隔壁96内に形成された開口116と
連通するマニホールド又は空気供給路110を区画形成し
ている。床板34は、空気供給路110と連通する開口又は
吹出口42を含むように形成されている。空気供給路110
は、空気の仕立区画室98から空気を受け入れ、隔壁96内
の開口116を通って、吹出口42に空気を送給する。吹出
口42は、供給路96からの空気がエアカーテン26,28,30,3
2を形成するように向けている。
空気供給路110が隔壁96と側部92,94と隣接して延びて
いるのが示されているが、おけ状の槽70は、空気供給路
97が壁部90と内部壁112との間の頭端部88上の壁部90に
隣接してさらに延びているように形成されており、それ
により供給路96は空気の仕立区画室98からエアカーテン
26,28,30,32まで空気を供給するために、マットレスの
窪み72を囲んでいる。加えて、空気供給路110と吹出口4
2とは、全てのエアカーテン26,28,30,32が利用できない
ような構造とされている。例えば、供給路110と吹出口4
2とは、台36の側部170,172に沿ったエアカーテン26,28
のみは、台36の側部170,172にのみ沿って形成している
吹出口42によって現われるような構造とされている。他
の可能な構造は、台36の端部174,176に沿うエアカーテ
ン30,32のみは、例えば台36の端部174,176にのみ沿って
形成している吹出口42によって現われるような構造とさ
れた空気供給路110と吹出口42とを有している。しかし
ながら、病人14の上に空気を向けている台36の側部170,
172に沿うエアカーテン26,28と、病人14に暖い空気を送
給している台36の端部174,176に沿うエアカーテン30,32
を含む、４つのエアカーテンが存在することが、目下の
ところ好ましい。
好ましい実施の形態では、病人−支持部分12の内部壁
112の頂部は、それらの間に排出穴（図示されていな
い）を形成するために、台36の底部から間隔をあけられ
ている。排出穴は、空気供給路110からマットレスの窪
み72に少量の加熱空気を排出することが出来るような構
造とされている。この加熱空気は台36の底部面を加熱
し、この結果、台36とマットレス38を通り熱伝導により
病人−支持表面40を加熱する。壁部112の頂部は、排出
穴を形成するために、台36から間隔をあけられている
が、排出穴は壁部112内に形成された開口でもよい。排
出穴は、加熱空気が台36の下のマットレスの窪み72に入
るようなどんな開口、通路又は導管でもよい。
空気の仕立区画室98は、図７−10に最もよく示される
ように、加熱器76、ファン78、フィルタ80及び仕切り82
とを保持している。空気の仕立区画室98は、ファン用区
画室122を区画形成し、かつ空気の仕立通路124を区画形
成するために隔壁96と協力している第１と第２の壁部11
8,120を含んでいる。第１と第２の壁部118,120は、壁部
86と、側部92,94及び隔壁96よりも短かい。仕切り82
は、壁部118,120の頂部上に載っている。仕切り82の底
部は、空気の仕立通路124の頂部を区画形成しており、
仕切り82の頂部は、壁86と、側部92,94及び隔壁96と協
力して、空気混合空間126を区画形成している。
おけ状の槽70の足端部84に沿う壁部86は、図８に示さ
れるように、空気混合空間126と連通する新鮮な空気の
入口128を含むように形成される。加えて、天蓋物−支
持腕22内に形成され、エアカーテン26,28,30,32からの
空気を受け入れるための病人−支持表面40の上にある排
気口44が、対流の戻り60を通る対流の戻り口130と連通
し、かつ図７−10に示されるように空気混合空間126と
連通している。この結果、エアカーテン26,28,30,32か
らの空気は、排気口44を通り、対流の戻り60を通り、対
流の戻り口130を通って移動し、仕切り82上の空気混合
空間126内で空気入口128からの新鮮な空気と混合する。
ファン78は、ファン区画室122内に回転可能に受け入
れられており、ファンモータ79が図10に示されるよう
に、ファン78の下のおけ状の槽70内に配置されている。
ファン78の回転により、新鮮な空気と再循環空気との混
合空気が、空気混合空間126から吸引され、フィルタ80
を通り、仕切り82に形成された開口131を通り、ファン
区画室122へと行く。ファン78は、ファン区画室122内で
空気を圧縮し、圧縮された空気を空気の仕立通路124に
送り込む。隔壁96は、空気の仕立通路124と空気供給路1
10とに連通する開口116を含むように形成される。空気
の仕立通路124内の圧縮空気は、隔壁96内の開口116を通
って空気供給路110へと移動し、それから吹出口42を通
ってエアカーテン26,28,30,32を形成する。
加えて、ファン78は、図２に示されるようにエアカー
テン26,28,30,32から空気と一緒の戻り空気を排気口44
に引き込む。それから戻り空気は、図８−10に示される
ように、対流の戻り60と対流の戻り口130を通って空気
混合空間126へと移動する。戻り空気を空気混合空間126
に吸引するのに加えて、ファン78は、図８に示されるよ
うに、新鮮な空気を空気入口128を通して空気混合空間1
26に吸引する。新鮮な空気入口128には、新鮮な空気入
口128の有効な大きさを調節するためのダンパー（図示
されていない）が設けられ、こうして、空気混合空間12
6内へ吸引され、その結果エアカーテン26,28,30,32の中
に循環される戻り空気に対する新鮮な空気の割合を調整
する。空気混合空間126内の空気が、対流の戻り60から
の約80％の戻り空気と、新鮮な空気入口128からの20％
の新鮮な空気を含む場合に、満足すべき結果が得られ
る。
好ましい実施の形態では、病人−支持部分12は、吹出
口42の１つ又はそれ以上が封鎖された場合を検出するた
めの検出器（図示されていない）を含んでいる。例え
ば、吹出口42での空気の速度が、典型的には要素が異な
る温度であるような２つの異なる電力レベルでバイアス
されている２つの間隔を置かれた要素（図示されていな
い）によって検出される。要素への電力は、空気が要素
間を流れている間は、取り除かれ、要素間の温度差が測
定される。２つの要素間の温度差の変化は、１つの要素
による空気流が、例えば、吹出口42を閉鎖するつまらぬ
物又は毛布によって乱されることを意味している。病人
用の熱の支援装置10は、この可能性のある問題に対して
看護者に警告するように構成されている。
空気の仕立区画室98は、図７−10に示されるように、
空気の仕立通路124内の第１と第２の壁部118,120間に置
かれている加熱器76を付加的に含んでいる。ファン78か
らの空気が加熱器76のフィン132の間を通るときに、空
気が加温される。加熱器76を通過した後の空気の温度
は、加温器のフィン132の温度を変えることよって変え
られる。
空気の仕立区画室98には、図９−11に示されるよう
に、空気の仕立通路124内の空気に湿分を加えるために
加湿器134もまた設けられている。加湿器134は、図９と
10に示されるように、加熱器76を通る空気流路に沿った
空気の仕立通路124内にあるように置かれている。好ま
しい実施の形態では、加湿器134は、図11に示されるよ
うに、おけ状の槽70内に形成された開口136を通り空気
の仕立区画室98から、簡単に設置でき、かつ除去できる
モジュール体である。空気操作組立体74には、図11に示
されるように、スプリングで付勢され、閉鎖位置に柔軟
に片寄らせることができる揺動ドア138が設けられてい
る。ドア138が閉鎖位置にあるとき、ドア138は、空気の
仕立通路124の端部を区画形成している。加湿器134が空
気の仕立区画室98に設置されるとき、加湿器134とドア1
38とのカム係合が、ドア138を開口位置に動かし、それ
により加湿器の室141が、空気の仕立通路124と連通し、
その一部を区画形成する。
例示した加湿器134は、加熱器（図示されていない）
を有する蒸発トレイ143を含んでおり、加熱器とトレイ1
43は、図11に示されるように基台145によって支えられ
ている。トレイ143は、頂部149と、頂部149の周囲の壁1
51とを有するキャビネット147と協力し、室141を区画形
成している。壁151は入口153と出口155を含むように形
成されている。ドア157は、入口153を覆うために入口15
3に隣接する壁151に回動可能に連結されており、ドア15
9は、出口155を覆うために出口155に隣接する壁151に連
結されている。加湿器134が空気の仕立区画室98内に設
置されたとき、空気操作組立体74とドア157,159との上
のタブ139のカム係合が、ドア157,159を開口位置に動か
し、それにより、加湿器134の室141が、空気の仕立通路
124と連通し、その一部を区画形成する。
加湿器134は、図11に示されるように、貯水槽161と、
加湿器134のための供給水を含むキャビネット147の上に
例示的に置かれている貯水槽の蓋163とを含んでいる。
キャビネット147の頂部149は、開口165を含むように形
成され、貯水槽161は、流量調節器167を通って開口165
と連通するもう片方の開口（図示されていない）を含ん
でいる。例示した貯水槽161は、空気の仕立区画室98の
内部のキャビネット147上に置かれたタンクであるが、
貯水槽161は、トレイ143と連通するどのような水源でも
よく、おけ状の槽70の内部又は外部に置かれてもよい。
例えば、貯水槽161は、水で満たされ、おけ状の槽70の
側部から吊り下げられた袋（図示されていない）でもよ
い。
蒸発トレイ143は、トレイ143上の水を蒸発し、トレイ
143上に水蒸気を発生するように加熱される。空気の仕
立通路124内の圧縮空気は、入口153を通り、室141の中
に入る。それから、圧縮空気は、トレイ143の上から水
蒸気を運び、出口155を通って、空気の仕立通路124の中
に入り、隔壁96内の開口116を通って、空気供給通路110
に達し、エアカーテン26,28,30,32となる。こうして、
空気の仕立区画室98内に加湿器134を設置することによ
って、空気供給通路110は、室141を含むまで、有効に拡
張され、エアカーテン26,28,30,32の空気が、エアカー
テン26,28,30,32の湿度を増加するために、加湿され
る。
前述のように、病人用の熱の支援装置は、排気口44に
吸引された病人の空間46の外側からの空気を最少とし、
エアカーテン26,28,30,32内の再循環空気の量を最大に
する包囲様式で作動される。空気混合空間126から空気
の仕立区画室98へのファン78による吸収された再循環空
気の割合が増すにつれ、エアカーテン26,28,30,32中の
空気の湿度は増加する。
好ましい実施の形態では、天蓋物−支持腕22は、伸縮
自在の部材を含んでおり、それにより天蓋物24が、図1,
3と５に示される上昇位置と、図４と６に示される包囲
位置との間を、病人−支持表面40に対し垂直方向に動か
すことができる。排気口44は、天蓋物22と一緒に動くこ
とができる。天蓋物−支持腕22は、病人−支持表面40に
対し天蓋物24の垂直方向の位置を検出する検出器234を
囲んでいる。
前述したように、エアカーテン26,28,30,32は、病人
−支持表面40の周囲に沿う空気吹出口42で発生し、エア
カーテン26,28,30,32の空気は排気口44を通って吸引さ
れる。排気口44が、病人−支持表面40と空気吹出口42と
に対し動くにつれ、ファン78の回転速度が変えられ、そ
れによって排気口44を通るエアカーテン26,28,30,32を
形成している空気を吸引する排気口44での吸引力を変え
ると同様に、エアカーテンを形成している空気の速度を
変える。例えば、排気口44が吹出口42からさらに遠くに
動かされると、ファン78の回転速度が、エアカーテン2
6,28,30,32を形成している空気の速度を増すため、及び
排気口44での吸引力を増すために、上げられる。こうし
て、このファン78の回転速度の増加が、排気口44が病人
−支持表面40から離れて動かされるときでさえも、エア
カーテン26,28,30,32の完全な状態を保証している。
本発明による病人用の熱の支援装置10には、病人14に
対して付加の保護を与えるために、図１−６に示される
ように側壁部分148,150,152,154,156を含む側壁部146も
また設けられている。側壁部分148,150,152,154,156
は、側壁部150,154に対して図４に概略で示されている
ような上方に包囲された位置と、看護者が病人14に接す
るのを最大にする図３に概略で示されている下方に落と
された位置との間で回動可能である。
その代わりに、側壁部分148,150,152,154,156が、側
壁部150,154に対して図６に概略で示されているように
上方に包囲された位置と、看護者が病人14へ接するのを
最大にする図５に概略で示されている下方に落とされた
位置との間で摺動するために、おけ状の槽70に摺動可能
に設置されてもよい。加えて、天蓋物24は、図1,5と６
に示されるように、２つの伸長され、間隔をあけられた
天蓋物の側部材140,142と、それらの間に挟み込まれた
伸長された支持体144とを含んでいる。支持体14は、天
蓋物−支持腕22に結合され、各々の天蓋物の側部材140,
142は、図６に示される病人−支持表面にほぼ平行な降
下位置と、図５に示されるように病人の空間46への接近
を最大にする上方位置との間で、支持体44に対して回動
するために、支持体44に回動可能に結合されている。
このようにして、病人用の熱の支援装置10は、上方位
置に動かされた側壁部分148,150,152,154,156と病人14
を完全に包囲するために降下された位置にある天蓋物24
とを有する図４と６の包囲位置と、下方に落とされた位
置にある側壁部分148,150,152,154,156と看護者が病人1
4に接するのを最大にするために上昇された位置にある
天蓋物24とを有する図３と５の位置との間で動かされ
る。加えて、天蓋物の側部材140,142は、図５に示され
るように、看護者が病人14により接し易くするために、
上方に回動される。
病人用の熱の支援装置10が図４と６に示されるように
包囲様式で作動される場合、戻り空気は、ほとんど完全
にエアカーテンからの空気よりなる。理解されるよう
に、この空気が装置10を循環すると、同じ空気が加湿器
134を何回も通る。結果として、エアカーテン26,28,30,
32内の循環空気に加えられた湿分が増加し、エアカーテ
ン26,28,30,32内の空気と病人の空間46との間の湿分の
勾配を最大にする。エアカーテン26,28,30,32と病人の
空間46との間の最大とされた湿分の勾配は、エアカーテ
ン26,28,30,32から病人の空間46への湿分の移動を最大
にし、病人14と病人の空間46との間の湿分の勾配を最小
にし、こうして、病人14の蒸発による熱損失を最少にし
ている。
病人用の熱の支援装置10が、図４と６に示されるよう
に病人14を完全に包囲する場合、エアカーテン26,28,3
0,32内の空気の速度を遅くすることは、有利であろう。
空気の速度を遅くするために、ファン78の回転速度が下
げられる場合、完全な包囲位置にあるときの装置10の閉
鎖によって起きる病人用の熱の支援装置10内の空気圧力
の増加が、ファン78を通る間の圧力降下の増大をもたら
すことが見い出された。この圧力降下の増加は、ファン
78の回転速度を何ら調整することなく、システム内の空
気の速度を十分に下げている。
天蓋物24には、透視処置中に用いるために、図7,12と
13に示されるように病人−支持表面40の上に置かれたＸ
−線透過性の窓178もまた設けられている。Ｘ−線の窓1
78は、Ｘ−線発生器（図示されていない）を支えるよう
な構造とされている。マットレス38が、図14と15に示さ
れるように、Ｘ−線カセットホルダー又はトレイ193を
受け入れるために、マットレスを置く組立体180によっ
て吹出口42の上方に持ち上げられている。マットレス38
は、トレイ193がマットレスを置く組立体180によって受
け入れた後に、典型的には使用中、吹出口42の下方に引
き戻される。Ｘ−線窓178の使用により、病人の空間46
から病人を動かすことなく、病人14に透視処置を施こす
ことができる。
天蓋物24には、図12と13に示されるように、支持体14
4に取り付けられた天蓋物の付属品162が付加的に設けら
れている。付属品162は、例えば黄疸のような光療法の
処置条件にある病人14に可視光を向ける光学的な放射源
の付属品である。
付属品162は、図12に示されるように天蓋物24に結合
するための回動可能な連結具192を含んでおり、又は天
蓋物24が、図13に示されるように付属品162に結合する
ための回動可能な連結具194を含んでいる。天蓋物に取
り付けられたピン195が、図７に最もよく示されるよう
に、支持体144の開口197に受け入れられ、図12に示され
るように、プラグ196が、幼児用の熱の支援装置10に付
属品162を電気的に接続している。
付属品162は、Ｘ−線窓178と排気口44の上に取り付け
られ、連結具192,194は、付属品162のプラグ196を受け
入れている。このように、付属品162は天蓋物24に結合
し、Ｘ−線窓178の上に載って、図16に示されるように
制御器200によって制御される。付属品162は、図12と13
に示されるようにプラグ196に隣接する回動軸198のまわ
りを回動でき、透視処置中、図13に示されるようにＸ−
線窓178に近づくことができる。加えて、付属品162は、
簡単に取り外し、かつ設置することができ、１つの付属
品162が数台の病人用の熱の支援装置10の間で使用でき
る。
病人用の熱の支援装置10には、図14と15に示されるよ
うに、マットレスを置く組立体180もまた設けられてい
る。加えて、好ましい実施の形態では、病人用の熱の支
援装置には、計量能力をも備えている。目盛ロードセル
182が台36の下で、台36とマットレスを置く組立体180と
の間に設置されている。ロードセル182は、台36の重量
と、台36によって支えられた目的物で、マットレス38と
病人14を含んでいる目的物の重量とを指示した信号を、
ディスプレイ160のような出力装置に送っている。
マットレスを置く組立体180は、図15に最もよく示さ
れるように、ロードセル182に連結された頂端部を有す
るはさみ型の伸縮器184を含んでいる。送りねじ棒186が
伸縮器184の底端部に連結されている。送りねじ棒186
は、伸縮器184を引き伸ばしたり、引っ込めたりするた
めに回転され、それによって、ロードセル182を通って
伸縮器184に連結された台36の端部を上げたり、下げた
りする。送りねじ棒186は、おけ状の槽70内の開口（図
示されていない）を通って延びており、つまみ188が、
図14に示されるように送りねじ棒186に固定され、看護
者が手で送りねじ棒186を回転させることができる。
台36と、従ってマットレス38の病人−支持表面40と
は、病人−支持表面40の頭端部が、病人−支持表面40の
足端部より低い、約10度傾けられた病人−支持表面40を
有する傾斜位置に調整できる。病人−支持表面40は、病
人−支持表面40の足端部が、病人−支持表面40の頭端部
より低い、約10度傾けられた病人−支持表面40を有する
逆傾斜位置にも動かすことができる。加えて、台36は、
病人14に挿管するような処置に便利なように、吹出口42
より上に病人−支持表面40を有する上方位置と、吹出口
42より下方である位置との間を上げたり、下げたりで
き、それにより、もし敷物（図示されていない）がより
厚い有効なマットレス厚みのあるマットレス38の上に置
かれるならば、マットレス38と敷物とは、マットレス38
と敷物の両者の上の寝床面が吹出口42に対し望ましい高
さにあるように動かされる。
加えて、台36は、図14と15に示されるように台36の下
にトレイ193を受け入れるための溝190を含むように形成
されている。例えば、トレイ193は、透視処置のための
Ｘ−線カセット197のような備品を運ぶのに用いられ
る。前述したように、付属品162は、透視処置中、Ｘ−
線窓178をさらすために回動軸198の周りを回動できる。
マットレス38と台36とは、Ｘ−線透過性の材料から作ら
れ、それによりＸ−線発生装置（図示されていない）が
Ｘ−線窓178の上に置かれ、フィルムを保持しているＸ
−線カセット197がトレイ193内に置かれ、病人14が病人
−支持表面40上にいる間に、病人14に透視処置を行うこ
とができる。
図16は、幼児用の熱の支援装置10の制御システムを示
している。図16は、幼児−支持部分又は寝床面38と、対
流加熱器76と、輻射加熱器56と、加湿器134と、制御器2
00とを示している。寝床面38は、前述したように対流加
熱器76又は輻射加熱器56のいずれかが、乳児14を暖める
ような位置に幼児又は乳児14を支えるような構造とされ
ている。乳児14は、対流加熱器76と輻射加熱器56との組
み合わせによっても暖められる。対流加熱器76と輻射加
熱器56とは、乳児14を間接又は直接のいづれかにより暖
めるのに用いられる。“乳児”と“幼児”の用語がこの
明細書で用いられているが、乳児又は幼児だけではな
く、どのような病人にも本発明の装置を用いることがで
きる。
制御器200は、内部に記憶手段を有す制御器に基づい
たマイクロプロセッサである。制御器200は、様々の入
力を受け取る。乳児の温度消息子又は検出器202が、乳
児14に取り付けられ、測定した乳児の温度の出力信号を
ライン204により制御器200に送る。加えて、空気温度の
消息子又は検出器206が乳児14の近くに置かれ、測定し
た空気温度の出力信号を送る。空気温度検出器206は、
ライン208によって制御器200に接続している。
空気温度の設定点入力装置210が、ライン212によって
制御器200に接続している。空気温度の入力装置は、看
護者が望ましい空気温度の設定点にセットすることがで
きる。様式選択器214は、以下に詳述されるように、装
置10に対して看護者が、乳児様式の作動と、空気様式の
作動と、処置様式の作動とを選択できるようにしてい
る。乳児の温度の設定点入力装置218は、ライン220によ
って制御器に接続している。乳児の温度の入力装置218
は、看護者が乳児14にとって望ましい温度を選択できる
ようにしている。
ライン222によって制御器200からの出力は、対流加熱
器76に送られる。制御器200からの別の出力は、ライン2
24によってファン78に送られる。それ故、制御器200、
加熱器76とファン78とを制御して、幼児用の熱の支援装
置10に正確な量の対流熱を供給し、矢印226によって概
略で示されているように、乳児14を暖める。空気流は多
数の吹出口42によって制御される。吹出口42は、乳児14
を暖めるために空気を方向付け、かつ調節された病人の
空気を設けるための１つ又はそれ以上のエアカーテンを
形成するためにもまた空気を方向付けしている。
制御器200の別の出力は、ライン228によって輻射加熱
器56に送られる。それ故、制御器200は輻射加熱器56か
らのIR（赤外線）出力を制御する。輻射加熱器56の位置
は、天蓋物支持腕（図示されていない）を調節すること
によって、寝床面38に対して双方向の矢印230で示すよ
うに調節できる。加熱器56は、乳児14を暖めるために矢
印232によって概略で示されるように、赤外線を出す。
輻射加熱器56の強さは、寝床面に対しての加熱器の位置
によって、制御器200で調整される。ポテンショメータ
ー（位置検出器）又は他の位置指示器234が、寝床面38
に対する輻射加熱器56の位置を指示する出力信号を発生
するために設けられている。位置指示器234の出力が、
ライン236によって制御器200に送られる。それ故、制御
器200は、ライン236による位置指示器234からの出力信
号に基づいて、輻射加熱器56の出力を調整する。
ライン238による制御器200からの出力は、警報音240
及び／又は警報灯242に送られる。警報器240と242は、
以下に述べるように様々な立場の看護者に警報を出すの
に用いられる。
制御器200からの出力は、加湿器134をもまた制御又は
調整し、対流加熱器によって供給され、エアカーテンを
発生するのに用いられる空気内の湿分の量を制御する。
以下に述べるように、湿度検出器388が、寝床面38に隣
接する空気内の検出された相対湿度を指示する出力信号
を出す。制御器200は湿度検出器388からの出力信号を用
いて加湿器134を制御し、実質的に予め選択されたレベ
ルに相対湿度を維持する。また以下に述べるように、入
力装置は、看護者が予め選択された湿度レベルに調整で
きるように用いられる。
図17は、本発明の制御器200の情報の流れのブロック
線図を示している。前述された品目に加えて、検出器24
4が、温度検出器202が乳児14から離れているのを指示す
るのに設けられている。検出器244からの消息子が離れ
ているという信号が、制御器200に警報器240と242に警
報信号を発生させる。
加えて、吹出口の封鎖検出器246が制御器200に接続さ
れている。検出器246は、右側吹出口の封鎖検出器と、
左側吹出口の封鎖検出器と、前部吹出口の封鎖検出器
と、後部吹出口の封鎖検出器とを含んでいる。空気入口
の封鎖検出器250もまた制御器200に接続されている。検
出器246と250は、もし空気吹出口又は空気入口が封鎖さ
れるならば、警報240と242を発生するために制御器200
に信号を送る。
右側吹出口の封鎖検出器246と左側吹出口の封鎖検出
器248とは、寝床面38に隣接する空気吹出口が封鎖され
る場合を検出する。検出器246と248は、使用者のインタ
ーフェース160のディスプレイ255又は警報240又は242に
よる出力信号を発生する入力を制御器200に送る。好ま
しい実施の態様において、一組の検出器が低い熱伝導率
をもつ狭い材料上に一緒に設置される。例えば、検出器
246と248は、薄いカプトンの帯状物上に置かれた一組の
シリコンの温度検出器である。検出器の１つは、適度に
低い電力レベルで作動される。別のものは、適度に高い
電力レベルで作動し、半導体ダイスが自己加熱を起こ
し、検出器から高くなった温度を指示する。吹出口を通
り、検出器を横切る空気流が、熱を除去し、それ故効果
的に温度の指示を低くする。空気流の割合が高くなれば
なるほど、もっと熱は奪われる。空気流の割合は、２つ
の検出器からの読み取り差に逆比例している。それ故、
温度差が予め決められたレベルより上昇すると、出力信
号が制御器200によって発生し、警報240又は警報242を
開始し、又はディスプレイ255上に指示を与える。
AC（交流）電流検出器252もまた、制御器200に接続さ
れている。加えて、ACゼロ交差（クロスィング）検出器
254が制御器に接続されている。検出器252と254とは、
装置10が作動される前と後の電流を制御器200が監視で
きるようにしている。“非作動”期間中、制御器200
は、加熱器が実際に切られているかどうかを検出する。
ゼロ交差検出器254は、電流検出器252の作動をチェック
し、もし信号が出ていないならば、装置をリセットす
る。ファンの回転速度計256は、制御器200に接続されて
いる。ファンの回転速度計256は、ファンの回転速度を
指示する入力信号を制御器200に送る。制御器200は、フ
ァンの回転速度計256からの実際のファンの回転速度
と、望ましいファンの回転速度とを比較し、それに従い
ファン78へのファンの指令信号を調整する。
使用者のインターフェース160は、看護者が制御器200
に情報を入力できるようにしている。使用者のインター
フェース160は、装置210,214と218のように別々の入力
装置である。使用者のインターフェース160は、看護者
が制御器200に、作動様式、空気温度の設定点、乳児の
温度の設定点、実時間の時計と警報消音装置等の情報を
入力することができるようにしている。図示されている
ように、回転可能な制御ホイール257が、様々のメニュ
ーの制御の選択を通じて巻くように用いられる。どのよ
うな制御入力装置が用いられてもよいことが分る。制御
器200は、使用者のインターフェース160に警報コード
と、空気温度と、乳児の温度として関する情報を出力す
る。使用者のインターフェース160は、制御情報が看護
者に表示されるようなディスプレイ255を含んでいる。
制御器200と使用者のインターフェース160との間の通
信は、親−子のプロトコルを用いる一連のインターフェ
ースによって行われる。制御器200が親であり、使用者
のインターフェース160が子である。制御器200は、メッ
セージの移送を始めることによって通信のリンクを制御
する。制御器200は、メッセージが使用者のインターフ
ェース160（書き込み）への伝送であるかどうか、又は
使用者のインターフェース160（読み取り）からのメッ
セージのための依頼であるかどうかを指示する開始状態
や、使用者のインターフェースのアドレスや、読み取り
／書き込みビットを発生する。制御器200は、メッセー
ジの終りを指示する停止状態をもまた発生する。使用者
のインターフェース160は、移送が親の制御器200によっ
て発信された場合にのみ応答する。他の通信のプロトコ
ルも、本発明によって使用できることが分る。
本発明の制御器200は、乳児14を暖めるのを制御する
ための３つの作動様式を有している。これらの作動様式
は、乳児様式、空気様式と処置様式である。空気様式に
おいては、室の空気はサーボ−制御のもとにある。制御
点は空気の設定点である。赤外線エネルギー源は、空気
様式の間は使われない。乳児様式においては、制御器20
0は、対流熱と赤外線エネルギーを組み合わせ、乳児の
温度設定点についてサーボ−制御する。処置様式におい
ては、赤外線エネルギーは看護者によってレベルのセッ
トで供給される。室の空気は、対流加熱器を用いて、設
定前のレベルに暖められる。
この明細書においては、“空気の設定点”の用語は、
空気様式のための制御温度点である。“乳児の設定点”
は、乳児様式のための制御温度点である。“測定された
空気温度”は、寝床面38近辺の検出器206による周囲空
気の較正された測定温度である。“測定された乳児の温
度”は、乳児上の消息子202の較正された測定温度であ
る。“頭上の腕の状態”は、位置指示器234から輻射加
熱器56を支持している頭上の腕の相対的な位置の指示で
ある。“対流指令”は、対流加熱器の電力の割合を表わ
している値である。“IR指令”は、マットレス表面での
望ましい電力の密度を表わしている値である。“安定”
又は“安定した”は、0.3℃より以下の温度波動が観察
される場合であり、これらの波動は、圧倒的に設定点近
くに中心がある。
装置10に電力が入れられたとき、２つの可能な状態
が、装置10が閉じられていた時間の量によって定めら
れ、区別される。もし装置が10分より少ない時間、閉じ
られていたなら、加温−開始が始まる。基本的には電力
損失に先だって、作動様式と、設定点と他の条件が、元
に戻される。それから制御器200が、電力消失の丁度前
の状態にある制御作用を再び始める。装置は、準備加温
様式（冷−スタート）をも含んでいる。準備加温様式
は、もし装置の最後の使用から10分以上も電力が入れら
れないならば、自動的に制御器200によって始められ
る。この準備加温様式は、看護者の装置の使用の準備を
助けるように意図されている。準備加温“様式”の機能
は、省略（デフォルト）値（例えば35℃）に空気設定点
がある空気−様式の機能である。空気様式の図像（アイ
コン）がディスプレイ上に表示され、乳児様式と処置様
式の図像が消される。メッセージ“準備加温”がLCDデ
ィスプレイ画面上に表示される。準備加温様式の温度下
では、警報は作動する状態にない。システムエラー（例
えば、システムの失敗、加熱器の欠陥等）に関する警報
は作動する状態にある。温度が準備加温の温度に達し、
２分間安定している場合は、メッセージ“使用準備−作
動様式選択”が、LCD画面上に現われる。このメッセー
ジは、様式が取り消されるまで、LCD画面上に残る。準
備加温様式が看護者の慎重な行為によって取り消され
る。このことは、準備加温様式中のいつでもできる。様
式である増加又は減少キーを押すことにより、準備加温
様式からの退去が始まる。
空気様式においては、幼児を受け入れている空間内の
空気温度は、対流加熱器76とファン78のみの使用により
制御される。制御器200は、対流加熱器76を調整し、望
ましい空気温度を維持する。空気様式においては、輻射
加熱器56はオフ状態である。乳児の消息子202は、空気
様式の作動では必要ない。しかしながら、もし消息子20
2が装置に接続されているなら、そのときは測定された
乳児の温度が表示される。乳児の温度の設定点は、空気
様式では使用されない。空気の図像（アイコン）が表示
され、乳児様式と処置様式の図像が消される。システム
エラー（例えばシステムの失敗、加熱器の欠陥等）に関
する警報は作動する状態にある。
“過温度状態”は、検出器206によって測定された空
気温度が１℃以上空気の設定点を超えている場合であ
る。過温度の警報は常に作動する状態にある。“温度以
下の状態”は、検出器206によって測定された空気温度
が、１℃以上空気の設定点より下にある場合である。温
度以下の警報は、温度以下が起きない期間の後に、作動
する状態にある。空気の設定点が上がった場合、温度以
下の警報は、空気温度が上がり、新しい設定点近くで安
定するまで、無効とされる。空気温度が新しい設定点で
２分間安定していた後に、そのとき温度以下の警報は、
再開される。
設定点の誤差（Esp）は、以下のように空気の設定点
（SPair）と測定された空気温度値の差から、制御器200
により連続的に計算される。
Esp＝SPair−MVair SPairは空気温度の設定点である。
MVairは検出器206による空気温度の測定値である。
制御器200は、Espを０にするように作動する。このこ
とが、Espの現在の、かつ最近の値から計算された、比
例（Ｐ）と、積分（Ｉ）と微分（Ｄ）の応答を与えてい
る“３つの項”の制御によって達成される。個々の応答
は合計され、出力電力ブロックへの入力を形成する（ブ
ロックの項は、ここでは一つの機能又は機能グループを
表わすのに使われている）。電力ブロックはPIDの合計
を受け入れ、Espを０にするために必要とされる加熱器
の電力量を表わしている出力指令を発生する。
空気様式の制御のブロック図は、図18に示されてい
る。Espのブロック260は、前述のようにEspを計算す
る。図18のＰブロック262は、Espの量と共に増加する比
例の項を示し、Espと同じような代数学上の記号を有
し、かつEspが０になるときは、０である。Ｐの項の計
算は以下のようである。
Ｐ＝Kp・Esp Kpは比例ゲイン定数である。
図18のＩブロック264は、Esp対時間の曲線領域の計算
により作り出される積分の項を示している。定数の誤差
で、Ｉがランプする。誤差が０のとき、Ｉは変らない。
適切な数学上の方法（例えば台形の規則）が、積分の項
をコンピュータで計算するのに使用される。Ｉは以下の
ように計算される。
Ｉ＝Ki・∫ Espdt ｔは時間であり Kiは積分ゲイン項である。
図18のＤブロック266は、Espの変化率の計算から作り
出された微分の項を示している。定数の誤差で、Ｄは０
である。Ｄは以下のように計算される。
Kdは微分ゲイン項である。
P,IとＤは一緒に加えられ、電力ブロック268に送られ
る。電力ブロックは、対流加熱器76を抑制するために、
この合計を加熱器の指令に変える。合計に先だって、P,
I,Dの項は、加熱器の応答が合理的な値に制御されるの
を保証するために制約される。
Ｐの条件：−Pmax＜Ｐ＜Pmax Ｉの条件：−Imax＜Ｉ＜Imax Ｄの条件：−Dmax＜Ｄ＜Dmax PmaxはＰの底／高リミットである。
ImaxはＩの底／高リミットである。
DmaxはＤの底／高リミットである。
加熱器の出力指令の式は、以下のとおりである。
Hcmd＝（Ｐ＋Ｉ＋Ｄ）・Khtr P,IとＤは上の式の条件値である。
Khtrは加熱器のゲイン定数である。
加熱器の出力運転の機能が、加熱器76に出力を送る。
この機能への入力は、PIDの作動によって定期的に最新
のものにされているHcmdである。加熱器の回路のブロッ
ク図が、図19に示されている。加熱器の負荷76が、ACラ
イン270により、かけられ、時間比例アルゴリズムによ
り調節される。どのようなときでも、加熱器76は、オン
又はオフする。可変の電力レベルが、加熱器76のオン／
オフの特性を調節することによって、達成される。予定
時間の最少は、ACライン期間の半分（例えば、60/50Hz
メインで8.3/10.0ms）である。積分期間は、100半サイ
クルラインである。積分期間は、加熱器の時定数が積分
期間より非常に大きいように選らばれる。例えば、40％
電力が、40半サイクルに対して加熱器を完全にオンさ
せ、60半サイクルにおいてオフさせることによって達成
される。積分期間の終りに、新しいHcmdが受け入れら
れ、新しいオン／オフの特性が新しいHcmd値のために作
り出される。Hcmd信号は、PID機能ブロック262,264,266
内で作られ、加熱器の電力運転272に利用される。これ
らの２つの機能は、非同期的に作用する。Hcmdは、メー
ル箱により変えられる。ACラインのインターフェース27
3は加熱器の電力運転272と加熱器76との間に接続されて
いる。
例示の出力は、 1.積分サイクルの開始で加熱器を作動する。
2.指令された電力レベルにそれを維持する。
3.加熱器を停止し、積分期間が終わるのを待つ。
電力の制限は、最大電力を超えるのを避けるために望
ましい。ACライン上の電流検出器274は、このために役
に立つ。
図20は、空気様式の作動中、制御器200によって行わ
れる段階を示している。空気様式は、ブロック276に例
示されたように開始される。制御器200は、ブロック278
で省略（デフォルト）温度の設定点を用いるかどうかを
決める。その省略値が用いられるならば、空気温度の設
定点はブロック280で示されるように35℃にセットされ
る。もし省略設定点がブロック278で用いられないなら
ば、制御器200は、空気温度の設定点出力装置210によっ
て確立された前の設定点に戻す。この段階がブロック28
2で示されている。前の設定点にブロック282で戻された
とき、制御器はブロック284に進み、検出器202と206の
サンプルを行う。制御器200は、皮膚の消息子202が接続
されているかどうかをブロック286で決める。もし接続
されているならば、制御器200は、ブロック288で示され
るようにディスプレイ上に乳児の温度を表示する。もし
乳児の温度検出器202が接続されていないならば、制御
器200は、ブロック290で示されるように乳児の温度表示
を空白にする。
制御器200は次に、ブロック292で示されるように警報
状態が存在するかどうかを決める。もし存在するなら
ば、制御器200は、ブロック294で示されるように警報コ
ードをセットし、ブロック296で示されるように適切な
警報器240又は242を響かせる。もし警報状態がブロック
292で存在しないならば、制御器200は、ブロック298で
示されるように装置の空気温度を制御するために、前述
したPID制御を用いる。それから制御器200は、ブロック
300で様式変更が様式選択器入力214でなされたかどうか
を決める。もし様式変更がなされているならば、制御器
200は、ブロック302で示されている乳児様式か、又はブ
ロック304で示されている処置様式かのどちらかに移
る。
もし様式変更がブロック300でなされていないなら
ば、制御器200は、空気温度の設定点がブロック206で変
えられたかどうかを決める。もし変えられていないなら
ば、制御器200はブロック284へと戻る。もし空気温度の
設定点がブロック306で変えられているならば、制御器2
00は、設定点の温度を最新のものにし、ブロック308で
示されるように前述のような温度以下の警報の延期を開
始する。制御器200は、それからブロック284へと戻る。
乳児様式においては、制御器200は、乳児の温度の設
定点に乳児14の皮膚の温度を保つ必要がある場合には、
加熱器76からの対流熱の供給と加熱器56からの輻射熱の
供給をもしている両者の加熱器システムを完全に使用す
る。乳児様式は、皮膚の消息子202が乳児14に接続して
いることが必要である。乳児様式においては、空気温度
は表示されるが、空気温度の設定点は使用されない。乳
児の図像（アイコン）がディスプレイ上であかるくさ
れ、空気と処置様式の図像が消される。過温度状態は、
乳児の温度が0.5℃以上乳児の温度設定点を超える場合
である。過温度警報は常に作動待機状態にある。温度以
下警報は、空気温度が0.5℃以上乳児の温度設定点より
低い場合である。温度以下警報は、温度以下が起きない
期間の後に、作動待機状態にある。温度以下が起きない
理由については前記部分（空気様式）で記載されてい
る。
乳児様式の設定点の誤差（Esp）が、以下のように乳
児の設定点（SPbaby）と乳児の温度の測定値との差から
連続して計算される。
Esp＝SPbaby−MVbaby SPbabyは乳児の温度の設定点である。
MVbabyは乳児の測定値である。
対流加熱器は、図21に示されるように、PID制御ブロ
ックで制御される。IR（輻射）加熱器を制御する付加の
ループが、乳児様式の作動の場合に加えられる。IR加熱
器は、基本的には“I"のみの制御器である。IR加熱ルー
プは、対流PIDループの微分と加熱の指令（Hcmd）項か
ら入力を得る。
図21において、K1は対流の比例ゲイン定数である。K2
は対流の微分ゲイン定数である。K3は対流の積分ゲイン
定数である。K4はIRの比例ゲイン定数である。K5はIRの
微分ゲイン定数である。制御ブロック線図は、加熱器76
を制御するための対流熱指令と輻射加熱器56を制御する
ためのIR（輻射）熱指令の両者を発生するのに用いられ
る。両者の熱指令は、パルス巾の変調出力モジュールに
よって発生される。しきい値比較器の出力は、HcmdがH
vlより大きいときはEspである。しきい値比較器の出力
は、HcmdがHvlとHllとの間であるときは０である。しき
い値比較器の出力は、HcmdがHllより小さいときは−Esp
である。
対流ループの微分項は、Espの変化率に即時に応答す
る。このことが、もし乳児の測定値（MVbaby）が下がっ
た場合に、すぐにIR加熱を行う。対流ループのHcmd項
は、対流加熱器に適用される電力を表わしている。対流
の電力が上限のしきい値（Hvl）を超えるとき、IRエネ
ルギーがランプアップし始める。対流の電力がHvl以上
である間、このことが続く。対流の電力が下限のしきい
値（Hll）以下に下がるとき、IRエネルギーがランプダ
ウンし始める。このことが図22に示されている。
IRed(k)とIRed(k-l)とは、IRエネルギー密度（例えば
mW/cm2）である。
Kirdは、微分項のIRゲイン定数である。
Kirpは、比例項のIRゲイン定数である。
URは、IRedの最新の率である。
SGNは、Hcmd＞Hvlのときは＋１で、Hcmd＜Hllのとき
は−１で、他の場合は０である。
エネルギー密度は、寝床面38からのIR加熱器56の距離
に対して逆に変化する。エネルギー密度の大きな変化
（寝床面38での）が、輻射加熱器が昇降するにつれて、
一定の電力レベルに対して観察される。これを克服する
ために、電力レベルが、頭上の腕の高さを調整すること
によって調節される。ポテンショメータが腕昇降機構に
結合されているような位置指示器234が、制御器200に位
置の出力信号を与える。ポテンショメータの電圧が制御
器200によって周期的に監視され、加熱器の制御機能に
用いられる。ポテンショメータの電圧は、VposlからV
poshの範囲であり、位置と共に直接に変化する。相対位
置が以下の式により与えられる。
Vposは、位置検出器234のA/D値である。
Vposlは、位置A/D値の下限である。
Vposhは、位置A/D値の上限である。
OHArelは、頭上の腕の相対位置である。
マットレス表面に対するIR源の絶対位置は、以下のと
おりである。
OHAabs＝OHArel＋OHAmin OHArelは、頭上の腕の相対位置である。
OHAminは、“完全に下降”した場合の頭上の腕の位置
である。
マットレス表面38上での相対的に一定のエネルギー密
度を達成するために、以下の式が用いられる。
IRedは、マットレス表面でのエネルギー密度である。
Kirは、定数である。
OHAabsは、上記の式で与えられるようにマットレス表
面へのIR源の絶対位置である。
ｎは、定数である。
IRcmdは、IR加熱器56の負荷サイクルである。
この一定のエネルギー密度の式は、エネルギー密度の
機能としてIR源の負荷サイクルを生じるように変えるこ
とができる。
IRcmd＝IRed・Kir・▲OHAn abs▼ この制御アルゴリズムへの修飾子が、特定の状態に適
用するのに必要である。加熱器への出力指令は、様々の
警報とシステムの失敗の条件に基き修正できる。例えば
もしシステムの失敗が起きたなら、加熱器は、０電力に
指命される。電力制限が、最大電力を超えないようにす
るために必要である。ACライン上の電流検出器がこれに
対して役に立つ。
乳児様式における制御器の作動が、図23に示されてい
る。乳児様式はブロック310で始まる。制御器200は、ブ
ロック312で示されているように乳児の温度の省略（デ
フォルト）設定点を使用するかどうかを決める。もし乳
児の温度の省略設定点が用いられるなら、制御器200
は、ブロック314で示されるように乳児の温度設点を36.
5℃にセットする。もし省略設定点が用いられないな
ら、制御器200は、ブロック316で示されるように乳児の
温度の設定点入力装置218の前の乳児の温度設定点入力
に戻る。それから、制御器200は、ブロック318に進み、
検出器202と206からの出力信号をサンプルする。制御器
200は、ブロック320で皮膚の消息子検出器202が作動し
ているか、又は取り付けられているかどうかを決める。
もしなされていないならば、制御器200は、ブロック322
で示されるようにディスプレイ上の乳児の温度出力を空
白にする。それから、制御器は、ブロック324で受け入
れ出来る状態と警報コードをセットする。乳児の検出器
202が、ブロック326で示されるように取り付けられてい
なかったり又は機能していないことを指示するために、
適当な警報240又は242が作動する。もし乳児の温度検出
器202が正しく機能しているならば、制御器200は、ブロ
ック328で乳児の温度を表示する。
制御器200は、警報状態が起きたかどうかをブロック3
30で決める。もし起きたなら、制御器200はブロック324
と326に進む。もし警報状態が起きていないなら、制御
器200は、ブロック332で示されるように前述のPID制御
を用いて、対流加熱器と輻射加熱器とを制御する。
それから制御器200は、様式変更が行われたかどうか
を、ブロック334で決める。もし変更されているなら、
制御器200は、ブロック336で示されるような空気様式
か、又はブロック338で示されるような処置様式かに移
る。
もし様式がブロック334で変更されていないなら、制
御器200は、乳児の温度の設定点が変えられているかど
うかをブロック340で決める。もし変えられていないな
ら、制御器200はブロック318に進む。もし乳児の温度の
設定点がブロック340で変えられていたなら、制御器200
は、ブロック342で示されるように乳児の温度の設定点
を最新のものにし、温度警報を延期する。それから制御
器200はブロック318に進む。
処置様式は、輻射加温器の手動の様式と同様である。
看護者は、処置に必要とされるIRエネルギーを調整でき
る。皮膚の消息子202は、この様式では接続される必要
がない。もし接続されているなら、皮膚の温度が表示さ
れる。もし接続されていないなら、皮膚の温度は、ディ
スプレイ上では空白である。
空気温度が表示されるが、空気温度の設定点は消され
ている。処置の図像が明かるくされ、空気と乳児の図像
が消されている。IRエネルギー密度が看護者によってセ
ットされる。IR源の負荷サイクルが、前述のように頭上
の腕の距離の機能に従い調整される。対流エネルギーは
特定のレベルで供給される。
処置様式における制御器200の作動が、図24に示され
る。処置様式はブロック344で始まる。制御器200は、ブ
ロック346で示されるようにIRレベルの10mW/cm2にセッ
トされる。制御器200は、ブロック348で示されるように
検出器202と206をサンプルする。制御器200は、ブロッ
ク350で乳児の皮膚の消息子が接続されているかどうか
を決める。もし接続されていないなら、制御器200は、
ブロック352で示されるようにディスプレイに乳児の温
度出力を空白にする。それから制御器200はブロック358
へと進む。もし皮膚の消息子がブロック350で接続され
ているなら、制御器は、皮膚の消息子からの出力が、有
効な読取りであるかどうかをブロック354で決める。も
しそうでないならば、制御器200はブロック352に進む。
もし検出器202の読取りが有効であるならば、制御器200
は、ブロック356で乳児の温度を表示する。
制御器200は、警報状態が存在するかどうかをブロッ
ク358で決める。もし存在するなら、制御器200はブロッ
ク360で、受け入れ可能な状態と警報コードをセットす
る。それから制御器200は、ブロック362で示されるよう
に適切な警報240又は242を響かせる。もしブロック358
で警報状態が存在しないなら、制御器200は、ブロック3
64で示されるように決められた対流加熱器の電力を与え
る。それから制御器200は、ブロック366で示されるよう
に様式の変更が様式選択器214から起きているかどうか
を決める。もし様式の変更が起きているなら、制御器20
0は、ブロック368で示されるような乳児様式か、又はブ
ロック370で示されるような空気様式かに進む。
もし様式がブロック366で変更されているなら、制御
器200は、ブロック372でIRの設定点レベルが変っている
かどうかを決める。もし変っていないなら、制御器200
はブロック348へと進む。もしIRの設定点レベルがブロ
ック372で変っているなら、制御器200は、ブロック374
で示されるようにこの設定点を最新のものにし、それか
らブロック348に進む。
本発明の付加的な特徴が図25に示されている。本発明
の別の形態では、装置10に隣接する領域の音を監視して
いる。音の監視装置は、予め決められた音のしきい値が
超えられたときに、ディスプレイ255又は警報灯242を用
いている目で見える指示を提供している。マイクロフォ
ン380が装置10に極く近接して設けられる。マイクロフ
ォン380は、寝床面38の近くの装置10上に置かれてもよ
い。加えて、マイクロフォン380は、温度検出器202に沿
う乳児14の上に置かれてもよい。マイクロフォンは、音
のレベルを指示するために制御器202に出力信号を与え
る。看護者は、使用者のインターフェース160の制御に
用いている、予め決められたしきい値レベルをセットす
る。もし予め決められた音のしきい値レベルが超えられ
るなら、制御器200は、音の指示器382を指示するために
出力信号を発生する。
制御器200は、光度検出器384にもまた接続されてい
る。光度検出器384は、装置10に隣接してどこにでも設
置できる。好ましくは、光度検出器384は寝床面38の近
くに設置される。光度検出器384は、温度検出器202に隣
接する乳児14に付けられてもよい。看護者は、使用者の
インターフェース装置160を使用して、予め決められた
光度のしきい値レベルを与えることができる。制御器20
0は、予め決められた光度レベルが超されていることを
指示する光度指示器386に出力信号を与える。使用者の
インターフェース160のディスプレイ255が、光度指示器
として用いられる。
制御器200は、もし望むならば、マイクロフォン380と
光度検出器384とからの信号を蓄えることができる。こ
れらの蓄積された信号は、コンピュータで処理され、看
護者に表示される。音の指示器382と光度指示器386は、
装置10に連結されるか、又は遠くの場所に設置されても
よい。
制御器200は、ロードセル182からの出力にもまた接続
されている。制御器200は、病人の重量の指示を与える
ために、ロードセル182からの信号を処理する。出力
は、使用者のインターフェース160のディスプレイ255上
に表示される。看護者は、使用者のインターフェース16
0の制御に用いる目盛（スケール）で、指令重量又は風
袋の指令重量に対する入力を与える。それから制御器20
0は重量を測定し、使用者のインターフェース160に重量
の指示信号を与える。もし望むなら、重量の信号は遠く
の場所に伝送される。寝床面38が傾斜された位置にある
場合でも、目盛（スケール）は働く。
装置10は、相対湿度を検出するための湿度検出器388
をも含んでいる。典型的には、病人用の熱の支援装置10
のための加湿器134は、水蒸気を空気流に供給するため
に、加熱器によって加熱される蒸発トレイを含んでい
る。本発明においては、看護者は、装置10を通って動い
ている空気中の望ましい相対湿度を制御することができ
る。制御器200は、検出器388からの湿度レベルを検出
し、看護者によってセットされた現在の湿度レベルと比
較するか、又は制御器による自動的な省略（デフォル
ト）レベルと比較する。制御器200は、ブロック390で示
されるように加湿器の加熱器又は他の加湿器制御装置
に、出力信号を送る。例えば、もし湿度を増加すること
が望まれるなら、加湿器の加熱器温度は、空気中の水蒸
気のレベルを増すために上げられる。制御器200は、使
用者のインターフェース160に加湿器の現状の指示であ
る、相対湿度の率又は加湿器の蒸発トレイの水がなくな
っていることを指示する出力信号を発生する。看護者
は、加湿器を作動するため、及び予め選択された湿度レ
ベルをセットするために、使用者のインターフェース16
0を使用することができる。
PID制御器が例示の実施の形態で明らかにされている
が、別の型の制御システム又は技術を用いている制御器
が、本発明による対流加熱器76と、輻射加熱器56と加湿
器に用いられてもよい。例えば、もし望まれるならば、
比例制御、適応制御、ファジィ理論制御、又は神経のネ
ットワーク制御等が制御器200に用いることができる。
本発明は、好ましい実施の形態を参照して説明されて
いるが、請求の範囲で記載され、定められているように
本発明の範囲及び精神内で、付加的な様々の変更と修正
が可能である。
フロントページの続き (72)発明者 オルソン，ウィリアム アメリカ合衆国，オハイオ 45014，フ ェアフィールド，バーガンディー プレ イス 5360 (72)発明者 ドネリー，マイケル エム. アメリカ合衆国，オハイオ 45220，シ ンシナティー，ミドルトン アベニュー 3773 (72)発明者 モール，ロバート ジー. アメリカ合衆国，オハイオ 45140，ラ ブランド，ノース シャドー ヒル ウ ェイ 6221 (72)発明者 ガットウィリング，アラン アメリカ合衆国，ウィスコンシン 54915，アップルトン，ハックル ドラ イブ 1703 (56)参考文献 特開 平６−221639（ＪＰ，Ａ) 米国特許4936824（ＵＳ，Ａ) 米国特許4321913（ＵＳ，Ａ) 米国特許5162038（ＵＳ，Ａ) 米国特許4846783（ＵＳ，Ａ) 米国特許4809677（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 9/00

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】病人用の支援と環境との管理装置が、 枠体と、 ２つの側部と、頭部と足部領域とによって区画形成され
    た周囲とを有し、かつ該枠体によって支えられた、上方
    に面している病人−支持表面と、 該枠体に取り付けられ、病人−支持表面の上方に設置さ
    れた天蓋物と、 該枠体に据え付けられ、第１と、第２と、第３及び第４
    の実質的に垂直方向で上方に向けられたエアカーテンを
    与えているエアカーテン発生器であって、第１と第２の
    エアカーテンはそれぞれ、病人−支持表面の２つの側部
    で発生し、第３と第４のエアカーテンはそれぞれ、頭部
    と足部領域で発生するエアカーテン発生器とを具備して
    いて、かつ 前記天蓋物が前記実質的に垂直なエアカーテンの流れを
    そらして、該流れを病人−支持表面の上方の集中点に集
    中させており、該４つのエアカーテンが病人−支持表面
    と協力して、病人の空間を区画形成しているところの病
    人用の支援と環境との管理装置。
  2. 【請求項２】前記装置が、前記集中点からの空気を排出
    するために、病人−支持表面の上方に設けられた排気口
    を具備しているところの請求項１に記載の病人用の支援
    と環境との管理装置。
  3. 【請求項３】前記装置が、排気口と連通する対流の戻り
    口を含むように形成された対流の戻りを含んでいて、該
    対流の戻り口もまたエアカーテン発生器に連通している
    ところの請求項２に記載の病人用の支援と環境との管理
    装置。
  4. 【請求項４】対流の戻りが、排出手段によってエアカー
    テンから移動した空気をエアカーテン発生器まで戻すた
    めに、排気口と対流の戻り口とに接続している導管を含
    んでおり、かつエアカーテン発生器が、対流の戻り口か
    らの空気を用いてエアカーテンを与えるような構造とさ
    れているところの請求項３に記載の病人用の支援と環境
    との管理装置。
  5. 【請求項５】エアカーテン発生器が空気を加温するため
    の空気加熱器を含んでいるところの請求項１に記載の病
    人用の支援と環境との管理装置。
  6. 【請求項６】該枠体に連結され、病人−支持表面の上方
    に設置された赤外線加熱器を更に具備していて、該赤外
    線加熱器が、病人の空間に赤外線輻射を発生させ、向け
    ている請求項５に記載の病人用の支援と環境との管理装
    置。
  7. 【請求項７】空気加熱器と赤外線加熱器のそれぞれの出
    力の電力レベルを変えるために、空気加熱器に接続され
    た第１の出力と赤外線加熱器に接続された第２の出力と
    を有する制御器と、該制御器が支持表面上の病人を実質
    的に予め選択された温度に保つように、該制御器にフィ
    ードバックを与えるための、該制御器に接続された出力
    を有する温度検出器とを、更に具備している請求項６に
    記載の病人用の支援と環境との管理装置。
  8. 【請求項８】病人を暖めるために対流熱を供給する対流
    加熱器と、 病人を暖めるための輻射熱を供給する輻射加熱器と、 支持表面に隣接する空気に湿分を加える加湿器と、 支持表面上の病人を実質的に予め選択された温度に保つ
    ように、対流加熱器と輻射加熱器のそれぞれの出力の電
    力レベルを変えるための、対流加熱器に接続された第１
    の出力と輻射加熱器に接続された第２の出力とを有する
    制御器と、 加湿器からの出力を調整するために、加湿器に接続され
    た第３の出力を有する該制御器と、 制御器が、支持表面上の病人を実質的に予め選択された
    温度に保つように、該制御器にフィードバックを与える
    ために該制御器に接続された出力を有する温度検出器
    と、かつ 制御器に接続された出力を有する湿度検出器であって、
    該制御器が、湿度検出器からの出力に基づいて加湿器を
    調整して、該制御器が実質的に予め選択されたレベルに
    湿度を維持することができる湿度検出器と、 を更に具備している請求項１に記載の病人用の支援と環
    境との管理装置。
  9. 【請求項９】エアカーテンの各々が、速度を有する空気
    を含んでおり、かつエアカーテン発生器が、空気の速度
    を変えるファンを含んでいるところの請求項１に記載の
    病人用の支援と環境との管理装置。
  10. 【請求項１０】エアカーテンの各々が、温度を有する空
    気を含んでおり、かつエアカーテン発生器が、空気の温
    度を変えるために空気加熱器を含んでいるところの請求
    項１に記載の病人用の支援と環境との管理装置。
  11. 【請求項１１】天蓋物が、２つの延長され、間隔をあけ
    られた側部材と、それらの間の延長された支持体とを含
    んでいて、該支持体が天蓋物−支持腕に結合され、かつ
    天蓋物の該側部材の各々が、病人−支持表面にほぼ平行
    な降下位置と、病人の空間への更なる接近を提供する上
    昇位置との間の動きのために、延長された支持体に回動
    可能に結合されているところの請求項１に記載の病人用
    の支援と環境との管理装置。
  12. 【請求項１２】該枠体に連結され、病人−支持表面の上
    方に設置された赤外線加熱器を更に具備していて、該赤
    外線加熱器が病人の空間に赤外線輻射を発生し、向けて
    いる請求項１に記載の病人用の支援と環境との管理装
    置。
  13. 【請求項１３】空気加熱器が、病人の空間内に受け入れ
    られた病人の温度に応じて、加温された空気の温度を変
    え、かつ赤外線加熱器が、病人の温度に応じて病人の空
    間に向けられた赤外線輻射の量を変えていて、赤外線加
    熱器が空気加熱器と協力して、病人の温度を予め決めら
    れた温度に保つようにしているところの請求項６に記載
    の病人用の支援と環境との管理装置。
  14. 【請求項１４】病人加温装置が、 病人−支持表面と、 病人が居る管理された空気の空間を提供するために、前
    記表面とその上の病人との上越しにエアカーテンを与え
    るエアカーテン発生器と、 前記支持表面の上方に設置された天蓋物と、 天蓋物に設置され、かつ作業位置内に置くことができる
    携帯可能な付属品と、を具備しており、 該天蓋物が病人−支持表面の上方にある窓を含んでお
    り、かつ該付属品が、作業位置内にある場合、該窓の上
    方に置かれるところの病人加温装置。
  15. 【請求項１５】該付属品が光学的な放射源であるところ
    の請求項14に記載の病人加温装置。
  16. 【請求項１６】該付属品が、該窓を露出し、該窓に接近
    できるようにするために、作業位置から離れた位置まで
    回動軸のまわりを回動できるところの請求項14に記載の
    病人加温装置。
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