CZ24472U1

CZ24472U1 - Fototerapeutická lampa

Info

Publication number: CZ24472U1
Application number: CZ201226011U
Authority: CZ
Inventors: Capek@Vladimír
Original assignee: Alfamedic S.R.O.
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2012-10-29

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká fototerapeutické lampy určené pro klinické účely, zejména pro léčbu novorozenecké žloutenky.

Dosavadní stav technikv

Fototerapie je léčebná metoda, při které se využívá působení blahodárných účinků světla na lidské tělo. Světlo je elektromagnetická vlna, která má specifické fyzikální vlastnosti. Pro potřebu užitného vzoru se jedná o vlnovou délku světla. Klasické viditelné světlo, jak je známo z běžného života, je spojité spektrum elektromagnetických vln o vlnových délkách v intervalu 400 až 800 nanometrů.

Účinnost fototerapie při léčbě celé řady nemocí byla již dříve a opakovaně prokázána a následně bylo experimentováno s léčebnými vlastnostmi světla specifických vlnových délek. Bylo zjištěno, že průnik elektromagnetického vlnění do povrchových vrstev lidské kůže ovlivňuje biologické a chemické procesy v tkáních.

Světlo o vlnové délce 440 až 490 nanometrů vnímá lidské oko jako modré světlo. Mimo jiných blahodárných vlastností, modré světlo urychluje proces rozkladu bilirubinu, proto má efektivní vliv na léčbu novorozenecké žloutenky, kde se již dlouhou dobu používá.

Novorozenecká žloutenka nastává u dítěte po porodu, kdy má v krvi nadprůměrné množství erytrocytů. Dokud je dítě vyživováno prostřednictvím placenty, dostává ze sdíleného krevního oběhu jen omezené množství kyslíku, a proto produkuje nadlimitní množství Červených krvinek, buněk pro přenos plynů metabolismu. Po porodu, když začne dítě dýchat samo, je jeho krevní oběh překysliěen a játra začnou přebytečné erytrocyty odbourávat. Hemoglobin z erytrocytů se přeměňuje na bilirubin, který koluje v krvi, a protože novorozenecká játra nemají dostatečnou kapacitu k odbourávání bilirubinu, hromadí se bilirubin ve vlásečnicích, odkud se objevuje žlutá barva kůže.

Dříve lékaři vystavovali dítě slunečním paprskům, které mimo jiné obsahují modré světlo, což mělo příznivý vliv na průběh novorozenecké žloutenky. Bohužel, se jednalo o sluneční spojité spektrum světla obsahující nejen viditelné světlo, ale i infračervené a ultrafialové složky, a tak se dítě vystavené slunečnímu záření přehřívalo, opalovalo, dehydratovalo a tím mohlo dojít naopak k dalším zdravotním komplikacím.

Známé fototerapeutické přístroje pro léčbu novorozenecké žloutenky pracují na principu výbojek a halogenových zářivek. Nevýhodou těchto přístrojů je vysoký příkon, enormní emise tepla a náchylnost na mechanické poškození. Další nevýhodou je, že tyto přístroje emitují světlo ve větším spektrálním rozsahu, které naopak již není zdraví prospěšné, což se řeší pomocí barevných filtrů, ale následkem toho opatření značně klesá účinnost přístroje.

S příchodem polovodičových prvků, konkrétně světlo emitujících diod (LED), se začínají využívat i fototerapeutické přístroje na bázi těchto prvků. Nespornou výhodou LED technologie je emitace světla jedné vlnové délky, takzvaného monochromatického světla, dále je výhodná dlouhá životnost a relativně vysoká odolnost LED proti mechanickému poškození.

Použití LED technologie popisuje například evropská patentová přihláška EP 1374797, kde je vytvořen zářič ze svazku diod uložených do polokulovitého uspořádání, tak aby výsledný bodový zdroj světla měl, co největší průměr. Nevýhodou tohoto zdroje světla, na rozdíl od technického řešení tohoto užitného vzoru, je nepraktická velikost polokulovitého světelného zdroje, náročné chlazení za provozu a nutnost použití kolimátoru usměrňujícího největší možný počet paprsků světla, protože se stále jedná o bodový zdroj světla s vyzařováním do celého prostoru.

Dokument CN 201410233 popisuje zdravotnický přístroj, který dosahuje vysokého výkonu za použití LED diod uložených na nosné desce, která je upevněna do rámu. K rámu je připevněn

- 1 CZ 24472 Ul světelný nástavec, který cloní světelné paprsky z bodových zdrojů světla tni říci do nežádoucích směrů v prostoru. Pro dostačující léčebný výkon jsou diody napájeny na maximální výkon, protože intenzita osvětlení od bodového zdroje klesá dle kvadrátu vzdálenosti. Potřebný vysoký výkon způsobuje nežádoucí ohřev zařízení. Ohřev je natolik výrazný, že nestačí chlazení vzduchem a přístroj musí být chlazen vodou v uzavřeném okruhu. Zařízení pro chod chladicího okruhu je uloženo ve stojanu zařízení, tím se přístroj stává pro běžnou obsluhu nepřenosným a dále je tu riziko kontaktu vody s elektrickým rozvodem při technické poruše.

Další dokument označený CN 201710827 popisuje přístroj konkrétně zaměřený na léčbu novorozenecké žloutenky. Světelné zdroje z LED diod jsou upevněny ve stínítku, které je napevno spoío jeno s nosným rámem. Přístroj je vybaven ovládacím panelem s časovačem, který brání přehřátí a poškození přístroje, protože zdroj světelných vln je chlazen pasivně.

Provedení uvedených přístrojů je nevhodné, protože jsou napevno spojeny se stojanem, ve kterém jsou uloženy nezbytné funkční prvky (ovládání, chlazení, napájení,...). Přístroje v případě poruchy musejí setrvat na svých místech a to je nepraktické zejména v nemocničním provozu, kde zdravotnický personál potřebuje prostor ke správnému vykonávání své činnosti a možnost rychle adaptovat vybavení na vzniklé situace. Dále potřeba vysokých výkonů zdrojů světla způsobuje ohřívání komponentů přístroje, které se musí zakrývat, aby nedošlo k úrazu popálením. Zejména v nemocnicích je potřeba, aby přístroj byl neustále v provozu, to ale není možné, pokud se činnost přístroje automaticky vypíná.

Cílem technického řešení je vytvořit fototerapeutický přístroj, který by odstraňoval výše uvedené nedostatky, byl spolehlivý a snadno obsluhovatelný.

Podstata technického řešení

Vytyčený úkol řeší fototerapeutická lampa, která ve vlastním tělese lampy zahrnuje napájecí zdroj a řídicí jednotku, dále prostředek chlazení, alespoň jeden zdroj monochromatického světla a dále je na tělese lampy uložen ovládací panel.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že světelný zdroj je tvořen alespoň jedním svazkem vysoce výkonných světlo emitujících diod, který je opatřen alespoň jedním reflektorem pro plošné vyzařování světla, které neztrácí svoji intenzitu osvětlení s rostoucí vzdáleností tak znatelně, jako bodové zdroje světla a zároveň řídicí jednotka obsahuje kompenzační modul, pomocí něhož je schopna změnou napájecího proudu/napětí/frekvence udržovat stabilní vyzařovací výkon po celou dobu životnosti lampy.

V jiném výhodném provedení je světelný zdroj vytvořen použitím tří svazků vysoce výkonných světlo emitující diod, které jsou uspořádány do kruhu se vzájemným rozestupem 120° na napájecí desce a třemi reflektory tvořícími integrální reflektorové těleso, připojitelné k napájecí desce tak, aby vstupy na reflektorech odpovídaly poloze svazků vysoce výkonných světlo emitujících diod. Tím je zajištěn rovnoměrný rozvod světelných paprsků od bodového zdroje reflektorem, odkud je světlo vyzařováno plošně, konkrétně z kruhové plochy integrálního reflektorového tělesa a tak je zajištěna dostatečná intenzita světla v bezpečné vzdálenosti od přístroje.

Výhodné je, když alespoň jeden svazek vysoce výkonných světlo emitujících diod je tvořen kombinací diod vyzařující bílé světlo a diod vyzařujícími modré světlo, přičemž napájecí deska je upravena pro oddělené připojení diod vyzařujících bílé světlo a diod vyzařujících modré světlo k napájecímu zdroji. To je praktické v případě, kdy ošetřující osoba potřebuje pacienta, případně lůžko osvětlit bílým na místo modrým světlem, aby mohla provést další pracovní nebo vyšetřovací úkony.

V dalším výhodném provedení fototerapeutícké lampy je integrální reflektorové těleso opatřeno vodícími tmy, které zapadají do otvorů na napájecí desce. Tím je velice usnadněna kompletace světelného zdroje a zároveň nemůže dojít k poškození napájecí desky, aniž by byla použita nepřiměřená síla.

-2CZ 24472 Ul

Opatření vyzařovací plochy integrálního reflektorového tělesa vroubky je velice výhodné, neboť se několikanásobně zvětší celková vyzařovací plocha a fototerapeutická lampa má dobré výsledky při použití na větší vzdálenost.

Také je výhodné na napájecí desku, kde jsou uloženy svazky světlo emitujících diod, situovat chladicí kanálky. Proudící vzduch prochází kanálky a odvádí teplo od svazků světlo emitujících diod, čímž se prodlužuje životnost světelného zdroje.

V jiném výhodném provedení je každý světelný zdroj nezávisle připojen k napájecímu zdroji. V případě selhání jednoho ze zdrojů světla, je lampa stále schopna provozu, protože nedojde k přerušení elektrického obvodu, jako se děje u běžných sériových zapojení.

Další z výhodných provedení je, že ovládací panel je tvořen dotykovým displejem. Dotykový displej je intuitivně ovladatelný a uživatel pracuje s funkcemi, o nichž je právě informován zobrazovanou informací.

Také je výhodné, že bezpečnost pacientů je jištěna bezpečnostním modulem, ke kterému je připojena teplotní kožní sonda a bezpečnostní alarm, a zároveň je celkový chod fototerapeutické lampy hlídán nezávislým softwarovým modulem. Teplota pacienta je snímána přímo z jeho pokožky a výsledky jsou vyhodnoceny bezpečnostním modulem. Pokud dojde ke stavu ohrožujícího pacienta, bezpečnostní modul rozezní alarm a k lůžku je přivolaná zodpovědná osoba. Systém je zajištěn softwarovým modulem, takže činnost všech součástek lampy, včetně bezpečnostního modulu, je neustále kontrolována.

V jiném výhodném provedení fototerapeutické lampy je ventilátor uložen ve stěně tělesa lampy a ventilační otvor je situovaný na opačnou stranu tělesa. Díky vzniklému tunelovému proudění vzduch neklade velký odpor, nezadržuje se v lampě a chladí všechny součásti uvnitř tělesa včetně napájecích desek.

V dalším z výhodných provedení je těleso fototerapeutické lampy opatřeno na homí straně madly, bezpečnostním nosným kloubem a na spodní straně stojkami. Madla zajišťují bezpečnou a snadnou manipulaci s přístrojem, bezpečnostní nosný kloub umožňuje přichycení ke stojanu a při selhání aretačního šroubu nedovolí lampě spadnout na lůžko. Stojky jsou vhodné k zamezení kontaktu spodní strany tělesa lampy s předměty a nečistotou při odložení přístroje na podložku.

Také je výhodné, že fototerapeutická lampa je připojena na stojan, který je vybaven hydraulickým pístem pro nastavením výšky a zároveň je opatřen pojezdovými koly. Obsluha může sestavu přístroje a stojanu snadno nastavit podle aktuálního lůžka a v případě potřeby velice jednoduše celý přistroj i se stojanem odvést na jiné oddělení.

Fototerapeutická lampa podle technického řešení dosahuje vysokého výkonu, rovnoměrného osvětlení i na větší vzdálenost, má velice dlouhou životnost, je mobilní a dobře ovladatelná. Objasnění výkresů

Na obr. 1 je zobrazen pohled na sestavu fototerapeutické lampy a stojanu, na obr. 2 je zobrazen čelní panel fototerapeutické lampy, obr. 3 uvádí pohled na zadní stranu fototerapeutické lampy, obr. 4 vykresluje pohled na spodní stranu lampy, obr. 5 zobrazuje napájecí desku se svazky diod, obr. 6 je pohled na integrální reflektorové těleso a obr. 7 zobrazuje blokové schéma provedení fototerapeutické lampy.

Příklady uskutečnění technického řešení

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení technického řešení na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší, či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.

-3CZ 24472 Ul

Fototerapeutická lampa i je upevněna na stojanu 25, který je vyrobený z hranatých a válcových profilů z nerezové oceli a je opatřen pojezdovými koly 28. Pojezdová kola 28 jsou vyrobena z pryže a ocelového bubnu. Na rameni stojanu 25 je připevněna jamka bezpečnostního nosného kloubu 23, který je do ní přichycen. Bezpečnostní nosný kloub 23 je zajištěn aretačním šroubem 26. Rameno stojanu 25 je uloženo na nevyobrazený hydraulický píst 22, který je uložen ve stojanu 25, takže lze nastavovat celkovou výšku sestavy fototerapeutické lampy I a stojanu 25.

Těleso lampy i je vyrobeno z nerezových plechů a je na čelní straně opatřeno ovládacím panelem 5, který je tvořen dotykovým displejem. Dotykový displej při standardním režimu zobrazuje teplotu pacienta, průběžný čas spuštěného programu a pole STOP pro zastavení, či START pro zahájení činnosti. Displej také umožňuje servisnímu pracovníkovi přístup k informacím z diagnostiky chodu přístroje. Dále je možné pomocí dotykového displeje nastavit rozličné intermitentní léčebné programy.

Spodní strana lampy I je osazena zdroji 6 světla a větracími otvory 2U Dále jsou na spodní straně lampy i uspořádány stojky 24 z pryže, nebo plastu.

Zadní strana lampy i je vybavena dvěma ventilátory 20. Ventilátory 20 jsou uloženy v magnetických ložiscích, aby byly nehlučné. Dále je ze zadní strany vyvedena teplotní kožní sonda 17. Teplotní kožní sonda 17 je vyrobena z polovodičového materiálu, který mění svůj vnitřní elektrický odpor v závislosti na teplotě a tuto změnu vyhodnocuje bezpečnostní modul 16 umístěný v řídicí jednotce 4. Na zadní straně je dále umístěn vypínač 29 a pojistky 30.

Zdroj 6 světlaje postaven ze svazků 7 vysoce výkonných světlo emitujících diod, které jsou uloženy na napájecí desce 9. Svazek 7 je složen přibližně ze dvou třetin diodami emitujícími světlo modré vlnové délky, které mají léčebné účinky a svítí po dobu zvoleného léčebného programu a z jedné třetiny diodami emitujícími bílé světlo, které si rozsvěcí obsluha podle potřeby.

Napájecí deska 9 je přizpůsobena pro oddělené napájení jednotlivých druhů diod ve svazku 7 a dále je opatřena chladicími kanálky 15 v okolí umístění svazků 7 vysoce výkonných světlo emitujících diod a otvory 13 pro vodicí tmy 12 z integrálního reflektorového tělesa 11, tím se zajistí správné uložení integrálního reflektorového tělesa 11 k napájecí desce 9. Svazky 7 diod mohou být klasické LED diody, OLED, případně diody z dalších materiálů. Napájecí deska 9 je vyrobena z odolného plastu a integrální reflektorové těleso 11 může být skleněné, plastové, nebo ze silikonu. Integrální reflektorové těleso 11 může mít vyzařovací plochu 14 opatřenou vroubky, či dalším jiným vhodným členěním, pro lepší rozptyl světelných paprsků. Vroubkovaná vyzařovací plocha 14 je na integrálním reflektorovém tělese 11 uspořádána z venku na protilehlé straně od svazků 7 vysoce výkonných světlo emitujících diod.

Řídicí jednotka 4 je tvořena mikroprocesorem, ke kterému je připojen zdroj 3 napájení, ovládací panel 5, který nejen předává informace do řídicí jednotky 4, ale zároveň poskytuje informace ze zařízení uživateli. V řídicí jednotce 4 je začleněn bezpečnostní modul 16, který přijímá informace z teplotní kožní sondy 17 a v případě nebezpečí přehřátí pacienta upozorní provozovatele ne vyobrazeným alarmem J_8.

Řídicí jednotka 4, za spolupráce kompenzačního modulu 10, který je v ní integrován, upravuje množství a způsob průběhu distribuce elektrické energie ze zdroje 3 napájení pro napájecí desku 9 zdroje 6 světla. Každý zdroj světla 6 má napájení připojené k řídicí jednotce 4 nezávisle na ostatních zdrojích 6 světla.

Veškerá činnost řídicí jednotky 4 je nezávisle kontrolována softwarovým modulem 19, který je postaven z čipu ROM paměti (Read-Only Memory) obsahující informace správného způsobu fungování lampy 1. Pokud je chování řídicí jednotky 4 nestandardní, softwarový modul 19 restartuje, případně ukončí činnost řídicí jednotky 4 a lampa 1 se v zájmu bezpečnosti vypne. Průmyslová využitelnost

Fototerapeutická lampa je určena zejména pro zdravotnická zařízení s neonatálním oddělením, jako jsou nemocnice a porodnické kliniky.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

I. Fototerapeutická lampa (1), zejména pro léčbu novorozenecké žloutenky, zahrnující těleso (
2) lampy (1), napájecí zdroj (
3), řídicí jednotku (4), ovládací panel (5), prostředek chlazení, alespoň jeden zdroj (6) světla vlnové délky v rozpětí 440 až 490 nm, vyznačující se tím,

5 že zdroj (6) světla je tvořen alespoň jedním svazkem (7) vysoce výkonných světlo emituj ících diod na napájecí desce (9) a alespoň jedním reflektorem (8) pro plošné vyzařování světla, přičemž napájecí deska (9) je připojena k napájecímu zdroji (3) řízenému řídicí jednotkou (4), která obsahuje kompenzační modul (10) pro kompenzaci změn světelného výkonu zdroje (6) světla změnou napájecího proud u/napětí/frekvence.

io 2. Fototerapeutická lampa podle nároku 1, vyznačující se tím, že světelný zdroj (6) je tvořen uspořádáním tří svazků (7) vysoce výkonných světlo emitujících diod v rozestupech na kružnici po 120° na napájecí desce (9) a třemi reflektory (8) tvořícími integrální reflektorové těleso (11), připojitelné k napájecí desce (9) tak, aby vstupy na reflektorech (8) odpovídaly poloze svazků (7) vysoce výkonných světlo emitujících diod.

15 3. Fototerapeutická lampa podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že alespoň jeden svazek (7) vysoce výkonných světlo emitujících diod je tvořen kombinací diod emitujících bílé světlo a diod emitujících modré světlo, přičemž napájecí deska (9) je upravena pro oddělené připojení diod vyzařujících bílé světlo a diod vyzařujících modré světlo k napájecímu zdroji (3).
4. Fototerapeutická lampa podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že integ20 rální reflektorové těleso (11) je opatřeno vodícími tmy (12) zapadajícími do otvorů (13) na napájecí desce (9).
5. Fototerapeutická lampa podle nároku 2, vyznačující se tím, že integrální reflektorové těleso (11) je opatřeno vroubkovanou vyzařovací plochou (14).
6. Fototerapeutická lampa podle alespoň jednoho z nároků 2 až 5, vyznačující se

25 tím, že na napájecí desce (9) jsou v oblasti svazků (7) vysoce výkonných světlo emitujících diod vytvořeny chladicí kanálky (15).
7. Fototerapeutická lampa podle alespoň jednoho z nároků lažó, vyznačující se tím, že zahrnuje více než dva světelné zdroje (6), které jsou nezávisle na sobě připojeny k napájecímu zdroji (3) přes řídicí jednotku (4).

30
8. Fototerapeutická lampa podle nároku 1, vyznačující se tím, že ovládací panel (5) je dotykově ovladatelný displej.
9. Fototerapeutická lampa podle nároku 1, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (4) je opatřena bezpečnostním modulem (16), ke kterému je připojena teplotní kožní sonda (17) a alarm (18).

35 10. Fototerapeutická lampa podle nároku 1, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (4) je propojena s nezávislým softwarovým modulem (19) pro kontrolu činnosti řídicí jednotky (4).

II. Fototerapeutická lampa podle alespoň jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že v tělese (2) lampy (1) jsou uspořádány alespoň jeden ventilátor (20) a větrací otvor (21)

40 na opačných stranách tělesa (2), ve kterém je uložena napájecí deska (9) zdroje (6) světla.
12. Fototerapeutická lampa podle alespoň jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že těleso (2) lampy (l) je opatřeno na homí straně madly (22), bezpečnostním nosným kloubem (23) a na spodní straně stojkami (24).

-5 CZ 24472 Ul
13. Fototerapeutická lampa podle nároku 12, vyznačující se tím, že je pomocí bezpečnostního nosného kloubu (23) spojena se stojanem (25), přičemž bezpečnostní nosný kloub (23) je opatřen aretačním šroubem (26) pro nastavení úhlové polohy lampy (1).
14. Fototerapeutická lampa podle nároku 13, vyznačující se tím, že stojan je opat5 řen hydraulickým pístem (27) pro nastavení výšky zavěšení fototerapeutické lampy (1) a zároveň je opatřen pojezdovými koly (28).