Система и способ управления интенсивностью излучения группы светоизлучающих диодов Российский патент 2019 года по МПК H05B33/08 A61N5/04 H05B37/02 

1. Область техники

[01] Настоящее изобретение относится к системам и способам управления током, подаваемым в источники света, и, в частности, к системам и способам, которые управляют панелью светоизлучающих диодов, подходящей для лечения желтухи у младенцев, путем поддержания интенсивности облучения на уровне, соответствующем рекомендованному уровню, и/или обеспечивают её функционирование.

2. Уровень техники

[02] Для лечения младенцев (например, новорождённых) можно использовать фототерапию. Примером фототерапии является лечение желтухи с помощью панели источников света, испускающих, например, синий свет.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[03] Соответственно, целью одного или более вариантов реализации настоящего изобретения является предложение системы. Система включает в себя группу источников света, фотодатчик и один или более процессоров. Группа источников света выполнена с возможностью испускания электромагнитного излучения. Группа включает в себя светоизлучающие диоды. Фотодатчик выполнен с возможностью выработки выходных сигналов, передающих информацию, относящуюся к уровню интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого подгруппой источников света из группы источников света. Один или более процессоров выполнены с возможностью получения рекомендованного режима лечения электромагнитным излучением для пациента, определения параметров интенсивности электромагнитного излучения, сгенерированного подгруппой источников света, причем параметр интенсивности основан на выработанных выходных сигналах, и регулировки величины энергии, подаваемой в группу источников света. Регулировки основаны на рекомендованном режиме лечения и на определенном параметре интенсивности излучения.

[04] Еще одним аспектом одного или более вариантов реализации настоящего изобретения является предложение способа регулировки величины энергии, подаваемой в группу источников света. Способ включает в себя включение группы источников света, которая включает в себя светоизлучающие диоды (LED); генерацию электромагнитного излучения источниками света в ответ на включение; выработку выходных сигналов, передающих информацию, относящуюся к уровню интенсивности электромагнитного излучения, сгенерированного подгруппой источников света из группы источников света; получение рекомендованного режима лечения электромагнитным излучением для пациента; определение параметров интенсивности электромагнитного излучения, сгенерированного подгруппой источников света, причем параметр интенсивности основан на выходных сигналах; и регулировку величины энергии, подаваемой в группу источников света, причем регулировки основываются на рекомендованном режиме лечения и на определенном параметре интенсивности излучения.

[05] Еще одним аспектом одного или более вариантов реализации настоящего изобретения является предложение системы, выполненной с возможностью регулировки величины энергии, подаваемой в группу источников света. Система содержит средства испускания для генерации электромагнитного излучения, которая содержит светоизлучающие диоды (LED); средства для выработки выходных сигналов, передающих информацию, относящуюся к уровню интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого частью средств излучения; средства для получения рекомендованного режима лечения электромагнитным излучением для пациента; средства для определения параметров интенсивности электромагнитного излучения, испущенного частью средств излучения, причем параметр интенсивности излучения основан на выходных сигналах; и средства для регулировки величины энергии, подаваемой в средства для испускания, причем регулировки основаны на рекомендованном режиме лечения и на определенном параметре интенсивности излучения.

[06] Эти и другие цели, отличительные признаки и характеристики настоящего изобретения, а также способы эксплуатации и функции связанных с этим элементов конструкции, как и комбинирование компонентов, и экономичность изготовления станут более понятными после рассмотрения последующего описания и прилагаемой формулы изобретения с обращением к сопроводительным чертежам, все из которых являются частью настоящей заявки и на которых одинаковые ссылочные номера обозначают соответствующие элементы на различных фигурах. Однако следует безусловно понимать, что чертежи служат лишь иллюстративной и описательной цели и не претендуют на определение границ объема изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[07] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение фототерапевтической панели, соответствующей одному или большему количеству вариантов реализации настоящего изобретения;

[08] Фиг. 2 представляет собой вид сверху фототерапевтической панели, соответствующей одному или большему количеству вариантов реализации;

[09] Фиг. 3 представляет собой схему построения системы в соответствии с одним или более вариантами реализации;

[10] Фиг. 4 представляет собой принципиальную схему фототерапевтической панели, соответствующей одному или большему количеству вариантов реализации; и

[11] Фиг. 5 иллюстрирует способ регулировки величины энергии, подаваемого источникам света, в соответствии с одним или более вариантами реализации.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[12] В контексте настоящего документа форма единственного числа включает в себя ссылки на множественное число, если в контексте не указано в явном виде иное. В контексте настоящего документа указание на то, что два или более элементов или компонентов “связаны между собой” означает, что компоненты соединены между собой или работают во взаимодействии друг с другом либо напрямую, либо опосредованно – то есть, посредством одного или более промежуточных элементов или компонентов при условии, что существует звено связи. В контексте настоящего документа “связанные напрямую” означает, что два средства находятся в прямом контакте между собой. В контексте настоящего документа “жёстко связанные” или “фиксированные” означает такую связь между двумя компонентами, при которой они перемещаются в виде единого элемента при сохранении постоянной пространственной ориентации по отношению друг к другу.

[13] В контексте настоящего документа слово “единый” обозначает компонент, созданный в виде цельного элемента или блока. Это значит, что компонент, содержащий элементы, созданные по отдельности и далее соединенные между собой в виде блока, не образуют “единый” компонент или блок. В контексте настоящего документа указание на то, что два или более элементов или компонентов “контактируют между собой” означает, что элементы оказывают силовое воздействие друг на друга либо напрямую, либо через один или более промежуточных элементов или компонентов. В контексте настоящего документа слово “число” обозначает единицу или целое число, превышающее единицу (то есть, множество).

[14] Используемые в данном документе фразы с обозначением направлений – таких как, например, среди прочего “верх”, “низ”, “левый”, “правый”, “верхний”, “нижний”, “передний”, “задний” – и производные от них относятся к пространственной ориентации элементов, показанных на чертежах, и не устанавливают ограничений в рамках формулы изобретения, если в данном документе не указано в явном виде иное.

[15] На фиг. 1 изображена система 10, содержащая одну или более фототерапевтических панелей 15, группу источников 11 света, один или более фотодатчиков 142 и/или другие компоненты (некоторые из них могут быть показаны на других фигурах). Фототерапевтическая панель 15 (равноправным замещающим названием является “панель 15”) может быть выполнена для обеспечения фототерапии младенца 106. Система 10 может быть интегрированной, встроенной, включенной в состав, комбинированной и/или соединенной другим способом для совместной работы с медицинским инкубатором, системой обогрева детей и/или медицинским аппаратом, используемым для лечения младенцев. Панель 15 и/или система 10 может содержать корпус 9, поддерживающий младенца и/или другие компоненты. В некоторых вариантах реализации корпусом 9, поддерживающим младенца, может служить верхняя поверхность панели 15. Система 10 может содержать корпус 8, выполненный с возможностью удержания и/или переноски группы источников 11 света. В некоторых вариантах реализации корпусом 8 может являться поддон (съемный), стенд или другая конструкция, подходящая для удержания и/или переноски группы источников 11 света. В контексте настоящего документа можно именовать одиночный источник света источником 11 света, группу источников света можно именовать группой источников 11 света, и можно ссылаться на то и на другое в качестве источника (источников) 11 света с интерпретацией в контексте конкретного использования в настоящем раскрытии изобретения. Несмотря на то что на фиг. 1 изображено конкретное количество источников 11 света, данное изображение является чисто иллюстративным, как и вообще все фигуры, и система 10 может содержать любое количество источников света. В некоторых вариантах реализации группа источников 11 света может содержать более трех источников света.

В контексте настоящего документа можно именовать фотодатчик 142 равнозначным термином “датчик 142”.

[16] Фототерапию можно использовать для лечения желтухи (или гипербилирубинемии) путем уменьшения уровня билирубина. Эффективные и/или подходящие уровни фототерапии могут быть основаны на возрасте, размере, весе младенца и/или из других физиологических параметров, характеристик окружающей обстановки и/или специфических характеристик младенца. В фототерапии используют электромагнитное излучение с пиковой длиной волны, например, между 460 нм и 500 нм, со спектром излучения в диапазоне, например, от 400 нм до 520 нм и преимущественно используют узкую ширину спектра, получаемый при облучении с интенсивностью, например, 15-35 Вт/см²/нм, например, до 80% площади поверхности тела младенца. При фототерапии может, вероятно, понадобиться защита глаз младенца от прямого вредного воздействия облучения - например, путем надевания на младенца очков. В некоторых вариантах реализации возможно использование в фототерапии электромагнитного излучения, имеющего широкий диапазон длин волн/частот/цветов, включая излучение, не обеспечивающее эффективное лечение.

[17] В процессе использования коэффициент полезного действия источника 11 света может понизиться (например, по сравнению с совершенно новым источником света). КПД можно представить, например, в виде соотношения между поданной/использованной энергией и сгенерированным уровнем интенсивности излучения. В результате снижения КПД (например, происходящего постепенно на протяжении сотен или тысяч часов использования) источнику света может понадобиться увеличение величины энергии или тока для обеспечения одного и того же уровня интенсивности излучения. В некоторых случаях КПД конкретного источника света может снизиться настолько, что величина энергии и/или сила тока, подача которых максимально допустима по нормам безопасности, окажутся не достаточными для поддержания такого же уровня интенсивности излучения, какой обеспечивается аналогичным, но совершенно новым источником света. С помощью методик, описанных в данном раскрытии изобретения, возможно автоматическое поддержание рекомендованного уровня интенсивности излучения для группы источников 11 света путем увеличения величины подаваемой энергии и/или силы тока для противодействия снижающемуся КПД (или расчетному пониженному КПД) группы источников 11 света. Система 10 может по результатам измерений уровня интенсивности излучения, обеспеченного и/или сгенерированного по меньшей мере подгруппой источников 11 света, автоматически указывать, когда необходимо заменить один или более источников света.

[18] Поддерживающей младенца опорой 9 (см. фиг. 1) может являться прозрачная или полупрозрачная светоизлучающая поверхность, которая может быть выполнена так, чтобы во время работы системы младенец 106 располагался на прозрачной или полупрозрачной светоизлучающей поверхности либо над ней. Во время использования системы 10 тело младенца 106 может соприкасаться с прозрачной или полупрозрачной светоизлучающей поверхностью. Иными словами, на время пользования панелью 15 и/или системой 10 младенец 106 уложен на прозрачную или полупрозрачную светоизлучающую поверхность.

[19] Группа источников 11 света может после активации генерировать электромагнитное излучение. Сгенерированное электромагнитное излучение может быть направлено через удерживающую младенца опору 9. Электромагнитное излучение 12 может воздействовать на младенца 106 и тем самым лечить младенца 106 фототерапией во время работы системы 10. Индивидуальными источниками 11 света могут являться один или более светоизлучающих диодов (LED), органических светоизлучающих диодов (OLED) и/или другие источники электромагнитного излучения. Светодиоды могут быть настроены на генерацию электромагнитного излучения в узкополосном диапазоне, подходящем для фототерапии. В некоторых вариантах реализации всеми источниками света в группе источников света могут являться светодиоды. Состояние младенца 106 можно контролировать при нахождении его в системе/вблизи системы 10 либо её составной части, например, при воздействии на него фототерапией.

[20] Группа источников 11 света может быть скомпонована в виде симметричной фигуры, несимметричной фигуры или их комбинации. Например, источники 11 света могут быть скомпонованы в виде регулярной матрицы. Матрица содержит N строк и M столбцов, причем N и M могут выражаться числами в промежутке между 2 и 40 и/или между другими числами. В предпочтительном варианте реализации значениями N и M являются 6 и 21.

В некоторых вариантах реализации, схематически представленных на фиг. 3, N и M могут равняться 10 и 12. В некоторых вариантах реализации источники 11 света могут быть скомпонованы в регулярную матрицу и/или матрицу со смещением для генерации равномерного электромагнитного излучения и/или фототерапии.

[21] В качестве примера на фиг. 2 приведен вид панели 15 сверху. Изображение трех источников 11 света под нижним левым углом удерживающей младенца опоры 9 является иллюстративным и не подразумевает ограничений. Изображение трех источников 11 света под нижним правым углом удерживающей младенца опоры 9 является иллюстративным и не подразумевает ограничений. Эллипсы 11а обозначают дополнительные источники света, которые могут быть размещены под удерживающей младенца опорой 9 по горизонтали, по вертикали, по диагонали или во множестве других направлений, например, с целью создания регулярной матрицы источников света. Источники 11 света могут быть установлены под удерживающей младенца опорой 9 панели 15 по всей протяженности опоры, в том числе под младенцем 106.

[22] Изображенные на фиг. 1 источники 11 света системы 10 могут быть настроены на то, чтобы иметь один или более регулируемых уровней яркости (например, обозначаемых в виде процента от максимально доступного уровня яркости (равнозначным синонимом которого является уровень ) для индивидуального источника света, регулируемого направления и/или угла света (как показано множеством направлений электромагнитного излучения 12 для индивидуальных источников света на фиг. 1), регулируемого выбора спектра света и/или других регулируемых характеристик света и/или параметров света. Например, параметрами света одного или более источников 11 света можно управлять путем регулировки оптических компонентов внутри источника света, включая среди прочего один или более преломляющих элементов, отражающих элементов, линз, зеркал, фильтров, поляризаторов, дифракционных решеток, оптических волокон и/или других оптических компонентов. Индивидуальные источники 11 света можно отрегулировать так, чтобы облучалась только часть (открытая для облучения поверхность кожи) младенца 106. В ином варианте исполнения и/или одновременно с этими параметрами света одного или более источников 11 света можно управлять путем регулировки величины энергии и/или силы тока, подаваемого в источники света. Например, увеличение силы тока, подаваемого в конкретный источник 11 света, может повысить уровень интенсивности электромагнитного излучения, генерируемого данным конкретным источником 11 света. Наоборот, уменьшение и/или ослабление силы тока, подаваемого в конкретный источник 11 света, может уменьшить и/или ослабить уровень интенсивности электромагнитного излучения, генерируемого данным конкретным источником 11 света.

[23] Датчик/датчики 142 системы 10, показанной на фиг. 1 и/или на других фигурах, выполнены с возможностью выработки выходных сигналов, передающих информацию, касающуюся одного или более параметров работы системы и/или электромагнитного излучения, сгенерированного одним или более источниками 11 света. Параметрами работы системы могут являться, например, среди прочего величина энергии и/или сила тока, подаваемого в источник 11 света, в группу источников 11 света или во все источники 11 света внутри системы 10. Параметрами электромагнитного излучения могут являться один или более таких параметров, как пиковая длина волны, диапазон длин волн, спектр излучения, полоса пропускания, интенсивность излучения, яркость, яркость/интенсивность излучения и/или другие параметры электромагнитного излучения. В ином варианте исполнения и/или одновременно с этим выходные сигналы (например, выработанные датчиками различных типов) могут переносить информацию, касающуюся возраста, размеров, веса, уровня билирубина, расположения на опоре, положения тела и/или клинического состояния младенца 106, физиологических, связанных с окружающей обстановкой и/или специфических для пациента параметров (медицинских), относящихся к младенцу 106, и/или другую информацию. Система 10 может использовать любые из сгенерированных выходных сигналов в качестве сигналов обратной связи для управления операциями системы 10 и/или для текущего наблюдения за состоянием младенца 106. В некоторых вариантах реализации переданная информация соотносится с клиническим и/или патологическим состоянием младенца 106, с процессом дыхания младенца 106, с составом газа, выдыхаемого младенцем 106, с частотой сердечных сокращений младенца 106, с частотой дыхания младенца 106, с показателями жизненно важных функций младенца 106, включая одно или более значений температуры (как в центральных, так и периферийных частях тела) и/или другими параметрами. Отдельные датчики или подгруппы датчиков из общего числа датчиков 142 могут быть обозначены согласно конкретным функциям – например, в качестве датчика интенсивности излучения, датчика света, датчика температуры, датчика потока и/или датчика другого типа.

[24] В некоторых вариантах реализации датчики могут быть выполнены с возможностью выработки выходных сигналов, передающих информацию, касающуюся уровня билирубина у младенца 106. Такие датчики могут быть использованы для измерений уровня билирубина в тканевой жидкости.

[25] Показанный на фиг. 1 вариант построения с двумя датчиками 142 не подразумевает ограничений. Система 10 может содержать один или более датчиков. Выходные сигналы или информация от одного или более датчиков 142 пересылаются другим компонентам системы 10. Пересылка может осуществляться в проводном или беспроводном режиме. Текущее наблюдение за состоянием младенца 106 и/или за условиями окружающей среды вблизи младенца 106 может основываться на использовании одного или более датчиков 142 и/или на доступе к связанным с ними параметрам, описанным в данном документе. Текущее наблюдение и/или измерение может быть использовано в качестве бесконтактного неинвазивного средства для получения информации. В контексте настоящего документа “бесконтактная” операция означает отказ от приклеивания (например, к коже младенца 106) и/или от любого прямого контакта с кожей. Заметим, что любой из описанных здесь датчиков может быть бесконтактным.

[26] В некоторых вариантах реализации требуется выполнение функций системы 10 внутри среды медицинского инкубатора таким образом, чтобы на протяжении фототерапии по существу не нарушать внутренний микроклимат инкубатора (включая одну или более таких характеристик микроклимата внутри инкубатора, как внутренняя температура, влажность и/или др.). На фиг. 3 показана в качестве примера фототерапевтическая система 10 для лечения младенца, которая может быть встроена вовнутрь инкубатора. Как показано на фиг. 3, система 10 содержит в дополнение к любым компонентам, ранее упомянутым в данном раскрытии изобретения, один или более источников из группы источников 11 света, один или более датчиков 142, источник 30 электропитания, индикатор 25, электронное запоминающее устройство 130, пользовательский интерфейс 120, один или более процессоров или контроллеров 110 (совместно именуемых здесь процессором 110), компонент 111 определения параметров, управляющий компонент 112, терапевтический компонент 113, предупредительный компонент 114 и/или другие компоненты.

[27] Один или более источников 30 электропитания выполнены с возможностью подачи тока и/или электрической энергии в один или более источников 11 света и/или в другие компоненты системы 10.

В контексте настоящего документа множество источников электропитания в такой системе, как система 10, можно именовать “источником 30 электропитания”.

В предпочтительных вариантах реализации изобретения источник 30 электропитания может быть настроен на подачу в один или более источников 11 света не переменного тока, а постоянного тока. При подаче в один или более источников 11 света постоянного тока после активации системы 10 могут быть ослаблены электромагнитные помехи (EMI), особенно электромагнитные помехи с радиочастотными компонентами, по сравнению с фототерапевтическими системами, в которых для питания одного или более источников света используется переменный ток.

[28] Пользовательский интерфейс 120 системы 10, показанной на фиг. 3, настроен на обеспечение сопряжения между системой 10 и пользователем 108, через которое пользователь может передавать информацию к системе 10 и получать информацию от неё. При этом обеспечивается обмен данными, результатами и/или инструкциями и любыми другими элементами коммуникационного обмена, совместно именуемыми “информацией”, между пользователем и системой 10. Примером информации, которая может быть передана пользователю 108, является сила тока/уровень интенсивности излучения при фототерапии и/или время, истекшее с начала сеанса фототерапии. Примерами интерфейсных устройств, подходящих для включения в компоновку пользовательского интерфейса 120, являются клавиатура, кнопки, переключатели, кнопочная панель, кнопки, рычаги, дисплейный экран, сенсорный экран, динамики, микрофон, световой индикатор, устройство звуковой аварийной сигнализации и принтер. Информация может быть предоставлена пользователю 108 пользовательским интерфейсом 120 в виде звуковых сигналов, визуальных сигналов, осязательных сигналов и/или других сенсорных сигналов или любой комбинации указанных сигналов.

[29] В качестве примера, не подразумевающего ограничений, пользовательский интерфейс 120 может содержать источник излучения, способный испускать свет. Источник излучения включает в себя один или более таких источников, как по меньшей мере один светодиод, по меньшей мере одна лампа накаливания, дисплейный экран и/или другие источники. Пользовательский интерфейс управляет источником излучения для испускания света так, чтобы передавать информацию пользователю 108.

[30] Понятно, что под пользовательским интерфейсом 120 в данном документе понимаются также другие средства передачи данных – как с жесткой проводкой, так и беспроводные. Например, в одном варианте реализации пользовательский интерфейс 120 может быть интегрирован со съемным запоминающим интерфейсом, выполненным на основе электронного запоминающего устройства 130. В данном примере информация загружается в систему 10 из съемного накопителя (например, со смарт-карты, с флэш-диска, со съемного диска и др.), что позволяет пользователям подстраивать реализацию системы 10 под свои требования. Другими иллюстративными устройствами и средствами ввода, приспособленными для использования с системой 10 в качестве пользовательского интерфейса 120, являются среди прочего порт RS-232, радиочастотный канал, канал инфракрасной связи, модем (телефонная связь, передача по кабелю, по сети Internet, Ethernet и др.). Иными словами, под пользовательским интерфейсом 120 понимаются любые технические средства для обмена информацией с системой 10.

[31] Электронное запоминающее устройство 130 системы 10 (см. фиг. 3) содержит электронный накопитель данных, сохраняющий информацию в электронном виде. Электронный накопитель данных электронного запоминающего устройства 130 может содержать системное запоминающее устройство в одном из двух или в обоих вариантах исполнения – в виде единого целого с системой 10 (то есть, по существу, в виде несъемного блока) и/или съемного накопителя, подсоединенного к системе 10 через съемный элемент – например, через порт (например, USB-порт, порт FireWire и др.) или через накопитель (например, дисковый накопитель и др.). Электронное запоминающее устройство 130 может включать в себя один или более накопителей данных со считыванием по оптическому принципу (например, накопителей на оптических дисках и др.), накопителей данных со считыванием по магнитному принципу (например, накопителей на магнитной ленте, на жестком диске, на гибком диске и др.), накопителей данных на основе электрических зарядов (например, электрически стираемого ППЗУ, стираемого ППЗУ, ЗУПВ и др.), полупроводниковых накопителей данных (например, накопителя на флэш-диске и др.) и/или других накопителей данных, читаемых электронным способом. Электронное запоминающее устройство 130 может сохранять алгоритмы программного обеспечения, информацию, определенную процессором 110 или принятую через пользовательский интерфейс 120 и/или другую информацию, позволяющую системе 10 функционировать надлежащим образом. Например, электронное запоминающее устройство может записывать или сохранять информацию, касающуюся выполненной фототерапии, и/или другую информацию. Электронное запоминающее устройство 130 может являться отдельным компонентом внутри системы 10 или может быть интегрировано с одним или большим количеством других компонентов системы 10 (например, с процессором 110).

[32] Процессор 110 системы 10 (см. фиг. 3) выполнен с возможностью реализации функций обработки информации и управления в системе 10. В этом качестве процессор 110 включает в себя в единственном или множественном числе цифровой процессор, микроконтроллер, аналоговый процессор, цифровую схему с возможностью обработки информации, аналоговую схему с возможностью обработки информации, автомат состояний и/или другие механизмы для обработки информации электронным способом. Хотя процессор 10 изображен на фиг.3 в виде одиночного блока, это служит чисто иллюстративной цели. В различных вариантах реализации изобретения процессор 110 содержит множество блоков обработки информации.

[33] Как показано на фиг. 3, процессор 110 может быть настроен на выполнение одной или более функций. Например, процессор 110 может быть настроен на выполнение одного или более компонентов компьютерной программы. Один или более компонентов программы включают в себя один или более компонентов 111 определения параметров, управляющих компонентов 112, терапевтических компонентов 113, предупредительных компонентов 114 и/или других компонентов. Процессор 110 настроен на выполнение компонентов 111, 112, 113 и/или 114 с помощью программного обеспечения, аппаратных средств, программно-аппаратных средств, посредством некоторой комбинации программного обеспечения, аппаратных средств и программно-аппаратных средств и/или с использованием других механизмов для настройки функциональных возможностей обработки в процессоре 110.

[34] Следует иметь в виду: несмотря на то, что компоненты 111 – 114 изображены на фиг. 3 совмещенными по расположению внутри одного блока обработки, один или более компонентов 111 – 114 могут располагаться на удалении от других компонентов в вариантах реализации, где процессор 110 содержит множество блоков обработки. Приводимое далее описание функциональных возможностей, реализуемых различными компонентами 111 – 114, служит иллюстративным целям и не подразумевает ограничений, поскольку любой из компонентов 111 – 114 способен реализовывать более широкий или более узкий набор функциональных возможностей по сравнению с тем, что описано здесь. Например, один или более компонентов 111 – 114 могут быть удалены из системы, и некоторые или все функциональные возможности таких компонентов могут быть обеспечены другими компонентами из набора 111 – 114 и/или процессором 110. Заметим, что процессор 110 может быть настроен на выполнение одного или более дополнительных компонентов, способных реализовывать некоторые или все функциональные возможности, назначенные одному из компонентов 111 – 114, как описано ниже.

[35] Компонент 111 определения параметров системы 10, показанной на фиг. 3, настроен на определение одного или более таких параметров, как параметры интенсивности излучения, параметры состояния, медицинские параметры, параметры окружающей среды и/или другие параметры, на основе выходных сигналов, сгенерированных одним или более датчиками 142. Параметры окружающей среды связаны с одним или большим количеством параметров электромагнитного излучения, различных температур, уровня влажности и/или другими параметрами окружающей среды, которые могут быть связаны с условиями окружающей обстановки вблизи системы 10. Один или более параметров состояния могут быть связаны с возрастом, размерами, объемом тела, весом и/или другими специфическими характеристиками младенца. Один или более параметров состояния могут быть связаны с укладыванием на опору, положением тела и/или пространственной ориентацией тела младенца 106. Один или более медицинских параметров могут быть связаны с контролируемыми показателями жизненно-важных функций младенца 106, с физиологическими параметрами младенца 106 и/или другими медицинскими параметрами младенца 106. Все эти функциональные возможности или некоторые из них могут быть встроены в другие компоненты компьютерной программы процессора 110 или интегрированы с ними.

[36] Управляющий компонент 112 системы 10, показанной на фиг. 3, настроен на управление и/или регулировку одной или более величин энергии, подаваемой в один или более источников 11 света, таким образом, что обеспечивается возможность регулировки уровня генерируемого электромагнитного излучения (в конкретном электромагнитном излучении 12) с помощью одной или более настроек. Генерируемое электромагнитное излучение предназначено для лечения младенца 106 фототерапией. Управление и/или регулировки посредством управляющего компонента 112 могут быть организованы применительно к индивидуальным источникам света, к одной или более подгруппам источников света, к одной или более группам источников света, к одному или более рядам и/или столбцам источников света и/или к любой комбинации указанных выше источников. Регулировки и/или управление посредством управляющего компонента 112 включают в себя регулировки и/или управление одним или более регулируемыми уровнями яркости/интенсивности излучения, регулируемым направлением и/или углом света, регулируемым выбором спектра света и/или другими регулируемыми характеристиками света и/или параметрами света одного или более источников 11 света. Регулировки и/или управление посредством управляющего компонента 112 могут быть основаны на любых параметрах, определенный компонентом 111 определения параметров или терапевтическим компонентом 113, включая среди прочего определенный параметр интенсивности излучения и/или уровень интенсивности излучения, рекомендованный в соответствии с режимом лечения.

[37] Управляющий компонент 112 может быть настроен на регулировки и/или управление силой тока, подаваемого в группу источников 11 света, на основе результатов измерений, выполненных одним или более датчиками 142 и передающих информацию, относящуюся к одному или более уровням интенсивности электромагнитного излучения, сгенерированного подгруппой источников 11 света. Подгруппу источников света, связанную с измерениями посредством одного или более датчиков 142 или используемую для этих измерений, можно именовать измерительной подгруппой (или измерительной подгруппой источников света). В некоторых вариантах реализации изобретения измерительная подгруппа может состоять из одного или двух источников света. В некоторых вариантах реализации измерительная подгруппа может содержать 3, 4, 5 или другое количество источников света. В некоторых вариантах реализации измерительная подгруппа включает в себя меньше источников света, чем группа источников 11 света.

[38] В некоторых вариантах реализации управление одним или более источниками 11 света осуществляется с помощью схемы 40 панели 15, показанной на фиг. 4. Схема 40 содержит десять рядов, в каждом из которых имеется источник электропитания и двенадцать источников 11 света. Два источника электропитания обозначены 30a и 30b. Как показано на фиг. 4, одним или более источниками света являются светоизлучающие диоды (LED). Показанное построение является иллюстративным. Отдельные из показанных рядов могут соответствовать строкам и/или столбцам матрицы (и/или треугольной комбинации) светодиодов, как описано в другой части данного документа. Например, построение фототерапевтической панели, содержащей более десяти рядов и/или столбцов с более чем двенадцатью светодиодами в каждом ряду/столбце, может быть осуществлено путем соответствующего расширения схемы 10. Показанная схема 40 содержит первый датчик 142a и второй датчик 142b (идентичные или подобные датчику 142, показанному на фиг. 2). Выходные сигналы от первого датчика 142а передают информацию, касающуюся первого уровня интенсивности излучения (он обозначен на фиг. 4 “уровнем 1 интенсивности излучения”). Выходные сигналы от второго датчика 142b передают информацию, касающуюся второго уровня интенсивности излучения (он обозначен на фиг. 4 “уровнем 2 интенсивности излучения”). Первый и второй уровни интенсивности излучения могут быть использованы (например, в сочетании с целевым уровнем интенсивности излучения, соответствующим режиму лечения) управляющим компонентом 112 для регулировки силы тока, подаваемого источниками электропитания (включая среди прочих источник 30a электропитания и источник 30b электропитания) в схему 40.

[39] Работу схемы 40 можно регулировать с помощью по меньшей мере двух настроек – умеренного и высокого уровней интенсивности фототерапии. Например, умеренный уровень интенсивности фототерапии может соответствовать 15 Вт/см²/нм, а высокий уровень интенсивности фототерапии может соответствовать 30 Вт/см²/нм и более высоким значениям. Источники 11 света в схеме 40 получают питание от источника электропитания, которым может являться, например, источник напряжения 24 В. При изменении напряжения может изменяться ток, проходящий по рядам схемы 40 и соответственно через светодиоды в этой схеме. Регулировка напряжения может соответствовать схеме 40, работающей в другой настройке.

[40] В предпочтительном варианте реализации схемы 40 напряжение 3 В на светодиод может соответствовать прохождению через светодиоды тока 20 мА, что в свою очередь соответствует высокому уровню интенсивности излучения 30 Вт/см²/нм для выполняемой фототерапии. Понижение напряжения соответствует другой рабочей настройке с пониженным уровнем интенсивности для выполняемой фототерапии.

[41] В некоторых вариантах реализации возможна установка (например, подсоединение с помощью оптического клея, который может ослаблять внешние факторы, которые в ином случае неблагоприятно влияли бы на измерения) одного или более фотодатчиков (или фотодиодов) поверх источника света в измерительной подгруппе источников света. В некоторых вариантах реализации возможно встраивание или вложение светодиода и фотодиода в модуль или корпус для повышения надежности измерения. В некоторых вариантах реализации источники света в углу панели или схемы могут быть пригодны в качестве элементов в измерительной подгруппе, поскольку содействие фототерапии от угловых источников света в общепринятых условиях использования системы 10 (например, при укладывании младенца по центру панели) является маловероятным.

[42] В некоторых вариантах реализации работа управляющего компонента 112 чувствительна к показаниям таймера и/или контролируется посредством таймера. Например, фототерапия прекращается по истечении предварительно заданного промежутка времени, обозначаемого таймером. В некоторых вариантах реализации уровень интенсивности проводимой фототерапии снижают с течением времени, например, путем постепенного перехода от более высоких к менее высоким уровням интенсивности (или к настройкам управляющего компонента 112, соответствующим этому переходу). Например, управление уровнем интенсивности можно запрограммировать в алгоритме, действующего на основе одного или более уровней силы тока сгенерированного электромагнитного излучения 12, определяемых посредством датчика (например, датчика 142a и/или датчика 142b), истекшего времени фототерапии согласно показаниям таймера, предписанного режима лечения, предоставленного специалистом по уходу за пациентом.

[43] В некоторых вариантах реализации измерительная подгруппа может состоять из одного светодиода. Однако, если данный светодиод по какой-либо причине преждевременно указывает на пониженный КПД (что может в свою очередь вызвать противодействие в виде усиления тока, подаваемого на данный светодиод и на другие светодиоды, и/или может в свою очередь привести к индикации того, что требуется замена группы источников 11 света), любые последующие действия, определения или принимаемые решения также могут оказаться преждевременными. Для исправления ситуации можно проводить измерение с использованием двух и более светодиодов. Например, можно включить в измерительную группу два светодиода так, что измерения с отклонением от нормы можно игнорировать, исключая сопутствующие преждевременные действия, определения и/или решения. Однако индивидуальные светодиоды в измерительной подгруппе, содержащей более одного светодиода, могут отображать конфликтную информацию. В некоторых вариантах реализации измерительная подгруппа может содержать три светодиода. Управляющий компонент 112 может быть настроен на объединение результатов измерений от множества светодиодов измерительной подгруппы. Например, управляющий компонент 112 может быть настроен на определение и/или выбор двух светодиодов, индицирующих максимально схожие между собой уровни интенсивности излучения, и игнорировать менее схожие результаты измерения, отображаемые третьим светодиодом. Далее уровни интенсивности излучения, полученные от выбранных светодиодов, могут быть использованы (например, путем усреднения соответствующих диодам уровней интенсивности излучения) для регулировки силы тока, подаваемого в группу источников 11 света, как описано в другой части данного документа. Надежность и/или качество измерений можно повысить путем включения в измерительную подгруппу более трех светодиодов и/или путем применения дополнительных и/или более совершенных методик для исключения из рассмотрения “выпадающих” результатов измерений перед регулировками подачи питания в единицах энергии или тока, как описано здесь. Например, измерительная подгруппа может содержать пять светодиодов и быть нацелена на реализацию одной или более стратегий по выбору тех светодиодов, показания которых следует игнорировать, и тех, которые следует использовать для получения совокупного (например, усредненного) значения измеренного уровня интенсивности излучения. Одна стратегия может заключаться в игнорировании самого высокого и самого низкого уровня, полученных в измерительной подгруппе, и усреднении результатов остальных измерений. Ещё одной стратегией может являться сравнение результатов измерений и определения тех, которые выпадают из области определения, заданной согласно стандартному отклонению или другим статистическим методикам и/или анализу. Другие стратегии, а также комбинированные стратегии, рассматриваются в рамках объема данного раскрытия изобретения.

[44] Терапевтический компонент 113 системы 10, показанной на фиг. 3, настроен на получение и/или определение режима фототерапии (рекомендованного) для младенца 106. Режим фототерапии определяется на основе одного и более значений одного или большего количества параметров электромагнитного излучения, одного или большего количества видов информации, связанной с размерами/объемом тела/весом младенца 106, связанной с возрастом младенца 106, связанной с фототерапией, ранее назначенной младенцу 106, связанной с медицинскими параметрами, характеризующими состояние младенца 106 (например, с результатами измерения билирубина), утвержденной и/или предоставленной информации и/или инструкций от пользователя 108 или осуществляющего уход специалиста, введенных клинических данных, руководств, медицинских карт и/или другой информации. Рекомендованный режим фототерапии может быть в свою очередь использован управляющим компонентом 112 для управления одним или более источниками света и/или регулировки одной или большего количества настроек управляющего компонента 112. В некоторых вариантах реализации работа терапевтического компонента 113 чувствительна к показаниям таймера и/или контролируется посредством таймера аналогично тому, как это описано для таймера применительно к управляющему компоненту 112. Уровень интенсивности, соответствующий рекомендованному режиму лечения, можно заменять равнозначным термином “целевой уровень интенсивности излучения” и/или “целевая интенсивность излучения”.

[45] Предупредительный компонент 114 системы 10. показанной на фиг. 3, настроен на определение того, требуется ли замена группы источников 11 света. Определения выполняются предупредительным компонентом 114 на основе комбинации одного или более параметров интенсивности излучения (в определении, выполненном компонентом 111 определения параметров) и одного или более количественных показателей энергии и/или тока, подаваемых в группу источников 11 света во время работы системы. В некоторых вариантах реализации система 10 содержит индикатор, настроенный на индикацию того, требуется ли замена группы источников 11 света. Индикация, выполняемая индикатором 25, может основываться на определениях, выполненных предупредительным компонентом 114. Индикатор 25 может быть настроен на генерацию электромагнитного излучения, например, путем включения индикаторной лампочки. В ином варианте исполнения или одновременно с этим индикатор 25 может генерировать звуковой сигнал об уведомлении пользователей о наступлении момента, когда требуется замена группы источников 11 света. Наличие или отсутствие показания индикатора 25 может освободить пользователей от необходимой им или требуемой от них проверки уровня интенсивности излучения системы 10 перед использованием системы. Вместо списывания в утиль группы источников света по истечении предварительно заданного количества часов работы можно использовать систему 10 на весь её рабочий потенциал в течение всего времени, когда измеренные уровни интенсивности излученияуказывают, что замена группы источников 11 света не требуется (пока). В некоторых вариантах реализации определения, выполненные предупредительным компонентом 114, могут преобладать над действием других компонентов системы 10 и, например, принудительно выключать систему 10.

[46] Фиг. 5 иллюстрирует способ 500 применения фототерапии для лечения младенца, уложенного на прозрачную или полупрозрачную светоизлучающую поверхность, поддерживающей младенца опоры, которая содержит углубление, расположенную под прозрачной или полупрозрачной светоизлучающей поверхностью. Представленные ниже операции способа 500 предназначены служить иллюстрацией. В некоторых вариантах реализации способ 500 осуществляется с использованием дополнительных операций, не описанных здесь, и/или без одной или большего количества описанных здесь операций. Кроме того, очередность, в которой операции способа 500 показаны на фиг. 5 и описаны ниже, не претендует на то, чтобы служить ограничением.

[47] В некоторых вариантах реализации способ 500 осуществляется в одном или более устройствах обработки информации (например, в цифровом процессоре, микроконтроллере, аналоговом процессоре, цифровой схеме для обработки информации, аналоговой схеме для обработки информации, автомате состояний и/или в других механизмах для обработки информации электронным способом). Одно или более устройств обработки информации могут включать в себя одно или более устройств, выполняющих некоторые или все операции способа 500 в ответ на команды, сохраняемые электронным способом в электронном носителе данных. Одно или более устройств обработки информации могут включать в себя одно или более устройств, настроенных с помощью программного обеспечения, аппаратных средств и/или программно-аппаратных средств в специфическом варианте для выполнения одной или более операций способа 500.

[48] При выполнении операции 502 активируют группу источников света. Группа включает в себя светоизлучающие диоды (LED). В некоторых вариантах реализации операцию 502 выполняют группой источников света, идентичной или подобной группе источников 11 света (показанной на фиг. 3 и описанной в данном документе).

[49] При выполнении операции 504 генерируют электромагнитное излучение. В некоторых вариантах реализации операция 504 выполняется группой источников света, идентичной или подобной группе источников 11 света (показанной на фиг. 3 и описанной в данном документе).

[50] При выполнении операции 506 вырабатывают выходные сигналы, передающие информацию, касающуюся уровня интенсивности электромагнитного излучения, сгенерированного подгруппой источников света из группы источников света. В некоторых вариантах реализации операцию 506 выполняют фотодатчиком, идентичным или подобным фотодатчику 142 (показанному на фиг. 3 и описанному в данном документе).

[51] При выполнении операции 508 устанавливают рекомендованный режим лечения электромагнитным излучением для пациента. В некоторых вариантах реализации операцию 508 выполняют терапевтическим компонентом, идентичным или подобным терапевтическому компоненту 113 (показанному на фиг. 3 и описанному в данном документе).

[52] При выполнении операции 510 определяют параметр интенсивности электромагнитного излучения, сгенерированного подгруппой источников света. Параметр интенсивности излучения определяют на основе выходных сигналов. В некоторых вариантах реализации операцию 510 выполняют компонентом определения параметров, идентичным или подобным компоненту 111 определения параметров (показанному на фиг. 3 и описанному в данном документе).

[53] При выполнении операции 512 регулируют величину энергии, подаваемой групп источников света. Регулировки выполняют, исходя из рекомендованного режима лечения и определенного параметра интенсивности излучения. В некоторых вариантах реализации операцию 508 выполняют управляющим компонентом 112, идентичным или подобным управляющему компоненту 112 (показанному на фиг. 3 и описанному в данном документе).

[54] В пунктах заявки любые ссылочные символы, заключенные в круглые скобки, не подразумевают ограничение ими этого пункта. Термины “содержащий” или “включающий в себя” не исключают наличие элементов или шагов, отличных от тех, которые указаны в пункте заявки. В пункте заявки на устройство с перечислением нескольких средств некоторые из этих средств могут быть объединены в одном и том же элементе аппаратных средств. Артикли единственного числа перед элементом не исключают наличие таких элементов во множественном числе. В любом пункте заявки на устройство с перечислением нескольких средств некоторые из этих средств могут быть объединены в одном и том же элементе аппаратных средств. Сам факт того, что определенные элементы указаны во взаимно несогласованных зависимых пунктах заявки не означает, что эти элементы не могут быть использованы в сочетании друг с другом.

[55] Несмотря на то, что изобретение было описано с иллюстративной целью на примере вариантов реализации, представляющихся на текущий момент наиболее практичными и предпочтительными, понятно, что эти подробности служат исключительно указанной цели и что изобретение не исчерпывается раскрытыми здесь вариантами реализации и, напротив, подразумевает охват собой модификаций и эквивалентных вариантов исполнения, вписывающихся в сущность и в границы объема, определяемые прилагаемой формулой изобретения. Например, следует понимать, что настоящее изобретение подразумевает, что по мере возможности один или более отличительных признаков любого варианта реализации могут быть объединены с одним или более отличительными признаками любого другого варианта реализации.

Изобретение относится к области фототерапии. Система (10) содержит фототерапевтическую панель (15), группу источников (11) света, выполненную с возможностью испускания электромагнитного излучения (12), причем каждый источник (11) света из группы является светоизлучающим диодом (LED), сконфигурированным для генерации электромагнитного излучения в диапазоне, подходящем для фототерапии; фотодатчик (142), выполненный с возможностью выработки выходных сигналов, передающих информацию, касающуюся уровня интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого подгруппой источников света из указанной группы источников света, расположенных в углу панели, используемых в качестве элементов в измерительной подгруппе; и один или более процессоров (110), выполненных с возможностью получения рекомендованного режима лечения электромагнитным излучением для субъекта; определения параметра интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого подгруппой источников света, основанного на выработанных выходных сигналах; и регулировки величины энергии, подаваемой в группу источников света, причем регулировки основаны на рекомендованном режиме лечения и на определенном параметре интенсивности излучения, испускаемого группой источников (11) света, система также обеспечивает индикацию уведомления, отражающего определение того, требуется ли замена группы источников света, причем уведомление включает в себя испускание электромагнитного излучения. Технический результат - повышение точности поддержания режима лечения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система (10), содержащая:

по меньшей мере одну фототерапевтическую панель (15),

группу источников (11) света, выполненную с возможностью испускания электромагнитного излучения (12), причем каждый источник (11) света из группы является светоизлучающим диодом (LED), сконфигурированным для генерации электромагнитного излучения в диапазоне, подходящем для фототерапии;

фотодатчик (142), выполненный с возможностью выработки выходных сигналов, передающих информацию, касающуюся уровня интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого подгруппой источников света из указанной группы источников света, расположенных в углу панели, используемых в качестве элементов в измерительной подгруппе; и

один или более процессоров (110), выполненных с возможностью:

получения рекомендованного режима лечения электромагнитным излучением для субъекта;

определения параметра интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого подгруппой источников света, основанного на выработанных выходных сигналах; и

регулировки величины энергии, подаваемой в группу источников света, причем регулировки основаны на рекомендованном режиме лечения и на определенном параметре интенсивности излучения, испускаемого группой источников (11) света.

2. Система по п. 1, в которой субъектом является младенец, а группа источников света размещена на фототерапевтической панели (15), выполненной с возможностью обеспечения для младенца фототерапии, управляемой указанной системой, установленной в соответствующей близости от младенца, для лечения желтухи.

3. Система по п. 1, дополнительно содержащая:

источник энергии (30), подающий ток в группу источников света после включения,

причем указанные один или более процессоров выполнены с возможностью регулировки величины энергии путем регулировки величины тока, подаваемого в группу источников света, для поддержания параметра интенсивности излучения на уровне, соответствующем рекомендованному режиму лечения.

4. Система по п. 1, в которой

подгруппа источников света включает в себя менее трех светоизлучающих диодов (LED),

группа источников света включает в себя более трех светоизлучающих диодов,

фотодатчик включает в себя фотодиод, установленный поверх одного из менее чем трех светоизлучающих диодов отдельно от других, и

указанные один или более процессоров дополнительно выполнены таким образом, что уменьшение определенного параметра интенсивности излучения компенсировано путем увеличения величины энергии, подаваемой в группу источников света.

5. Система по п. 3, дополнительно содержащая:

индикатор (25), выполненный с возможностью индикации уведомления, которое включает в себя испускание электромагнитного излучения,

причем указанные один или более процессоров выполнены с возможностью определения того, требуется ли замена группы источников света, причем определение основано на параметре интенсивности излучения в сочетании с величиной тока, подаваемого в группу источников света во время работы системы,

и при этом уведомление отражает определение того, требуется ли замена группы источников света.

6. Способ регулировки величины энергии, подаваемой в группу источников света по меньшей мере одной фототерапевтической панели (15), причем способ включает в себя:

включение группы источников света, причем каждый источник (11) света из группы является светоизлучающим диодом (LED), сконфигурированным для генерации электромагнитного излучения в диапазоне, подходящем для фототерапии;

испускание электромагнитного излучения группой источников света в ответ на включение;

выработку выходных сигналов, передающих информацию, касающуюся уровня интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого подгруппой источников света из указанной группы источников света;

включая источники света, расположенные в углу панели и используемые в качестве элементов в измерительной подгруппе,

получение рекомендованного режима лечения электромагнитным излучением для субъекта;

определение параметра интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого подгруппой источников света и основанного на выходных сигналах;

регулировку величины энергии, подаваемой в группу источников света, причем регулировки основаны на рекомендованном режиме лечения и определенном параметре интенсивности излучения, испускаемого группой источников (11) света.

7. Способ по п. 6, в котором субъектом является младенец, а способ дополнительно включает в себя:

размещение группы источников света в фототерапевтической панели,

причем испускание электромагнитного излучения обеспечивает для младенца фототерапию, управляемую указанной группой источников света, установленных в соответствующей близости к младенцу, для лечения желтухи.

8. Способ по п. 6, дополнительно включающий в себя:

подачу тока группе источников света после включения,

причем регулировка величины энергии включает в себя регулировку величины тока, подаваемого в группу источников света, для поддержания параметра интенсивности на уровне, соответствующем рекомендованному режиму лечения.

9. Способ по п. 6, в котором

подгруппа источников света включает в себя менее трех светоизлучающих диодов (LED), причем

группа источников света включает в себя более трех светоизлучающих диодов,

фотодатчик включает в себя фотодиод, установленный поверх одного из менее чем трех светоизлучающих диодов отдельно от других, и

регулировка величины энергии включает в себя компенсацию уменьшения определенного параметра интенсивности излучения путем увеличения величины энергии, подаваемой в группу источников света.

10. Способ по п. 8, дополнительно включающий:

определение того, требуется ли замена группы источников света, на основе параметра интенсивности излучения в сочетании с величиной тока, подаваемого в группу источников света во время работы системы; и индикацию уведомления, отражающего определение того, требуется ли замена группы источников света, причем уведомление включает в себя испускание электромагнитного излучения.