СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОКАЗАНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО КОЛИЧЕСТВА МОЛОКА, ОСТАВШЕГОСЯ В ГРУДИ ВО ВРЕМЯ ЛАКТАЦИИ
METHOD FOR PROVISION OF DATA ABOUT AMOUNT OF MILK REMAINING IN BREAST DURING LACTATION

Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение относится к способу обеспечения показания относительно количества молока, оставшегося в груди во время лактации, основанному на определенном содержании жира в молоке, которое сцежено из груди. Изобретение также относится к блоку для осуществления способа, который прикреплен к молокоотсосу, и к молокоотсосу, включенному в такой блок.
Уровень техники
Исключительно грудное вскармливание новорожденных детей рекомендуется до достижения возраста 6 месяцев Всемирной организацией здравоохранения с продолжением грудного вскармливания вместе с соответствующими дополнительными продуктами питания до достижения двухлетнего возраста или более. Очень важно, чтобы мать могла производить соответствующее количество молока для кормления ее ребенка. Это требует хорошего контроля отношения подачи и потребления, так как груди матери будут действовать в соответствии с количеством молока, произведенного в зависимости от того, сколько ребенок питается.
Когда устанавливается хорошее отношение подачи и потребления, подача материнского молока соответствуют потреблению ребенка. Таким образом, нормальный сеанс грудного вскармливания будет заканчиваться, когда ребенок получит достаточно молока. Некоторые матери выбирают сцеживание молока с помощью молокоотсоса, когда они не могут кормить своих детей непосредственно или это неудобно делать.
При использовании молокоотсоса матери трудно узнавать, сколько молока остается в ее груди и когда прекращать использование молокоотсоса. Важно знать, все ли молоко сцежено из груди, так как, согласно физиологии лактации, если грудь не опустошена, долгосрочное производство молока будет уменьшаться, так как грудь действует для уравновешивания отношения подачи и потребления. Более того, если молоко остается в грудях слишком долго, может возникать мастит, так как это создает хорошую среду для роста бактерий.
Известно, что мать может отслеживать, сколько молока произведено, и сопоставлять это с потребностями ребенка. Однако это может быть трудным, в особенности когда ребенок растет и требует больше молока, и в связи с этим груди могут производить больше или меньше молока, чем требуется.
Также известно, например, из WO 2001/054488 A1 использование измерителей расхода для отслеживания скорости, с которой молоко сцеживается молокоотсосом. Это может использоваться, чтобы дать показание пустоты грудей; скорость будет уменьшаться, когда груди пусты. Однако это может быть неточным и может приводить к неисправности молокоотсасывающего оборудования (например, закупоркам или потере вакуумного уплотнения) с пустой или почти пустой грудью.
Также известно из WO 2009/060448 A2 и US 2005/0059928 A1 использование электронных датчиков для контроля груди во время отсоса или кормления; форма груди, электропроводность и другие характеристики могут давать представление о наполненности грудей. Снова это может быть неточным и является трудным для регулировки для различных пользователей.
Более того, способы и устройства, отмеченные выше, являются неудобными для использования и часто являются громоздкими и некомфортными из-за требуемых датчиков, которые крепятся в области груди.
Состав молока изменяется для людей на различных этапах лактации и даже в течение одного грудного вскармливания. В общем говоря, грудное молоко представляет собой раствор с 87%~88% воды, ~4% жира, ~1% лактозы и ~1% белка и других минералов. Жир является нерастворимым в воде и, таким образом, принимает форму жировых шариков, суспендированных в воде. Жировые шарики имеют средний диаметр 4 мкм. Это крупнейшие частицы, представленные в грудном молоке. Белки, например белок казеин, также представлены в форме частиц, но гораздо меньших 0,005 мкм - 0,3 мкм. Другие компоненты грудного молока растворяются в воде и, таким образом, не имеют значительного присутствия частиц.
Известно, что когда грудь опустошается, содержание жира грудного молока увеличивается. Разница в содержании жира во время сеанса грудного кормления может варьироваться от 20 грамм/литр в переднем молоке до 130 грамм/литр в заднем молоке. Обычно ученые используют это измерение в качестве точного и надежного пути определения количества молока, оставшегося в груди, если таковое имеется. Чтобы определить содержание жира образца молока, обычно используют центрифугу для отделения жира (который является нерастворимым) от воды. Таким образом, может быть измерено количество жира.
Другой способ определения, когда грудь является пустой, заключается в оценке объема груди с использованием технологии визуализации груди. Форма грудей будет естественно изменяться, когда они опустошены, и это представляет собой внешне видимую разницу.
Ни центрифуга, ни способы визуализации груди не являются подходящими для регулярного, ежедневного использования, так как они требуют оборудования и процессов, которые являются сложными, дорогостоящими и неудобными и не могут быть выполнены быстро и легко в реальном времени и на образце молока, которое только что было сцежено из груди, и пока еще используется молокоотсос.
В связи с этим имеется необходимость в способе, который будет быстро и легко обеспечивать определение, какое количество молока остается в груди во время лактации, без нарушения функции молокоотсоса или комфорта и удобства пользователя.
Раскрытие изобретения
Согласно изобретению, предоставлен способ обеспечения показания относительно количества молока, оставшегося в груди во время лактации, основанный на определении содержания жира молока, которое сцежено из упомянутой груди, причем способ определения упомянутого содержания жира содержит этапы, на которых измеряют оптическую характеристику молока во время сцеживания и сравнивают упомянутую измеренную оптическую характеристику с данными, представляющими соответствующую оптическую характеристику образца молока, имеющего известное содержание жира, для определения содержания жира упомянутого сцеженного молока, и определяют показание количества молока, оставшегося в груди, по определенному содержанию жира упомянутого сцеженного молока.
Предпочтительно способ включает в себя этап, на котором применяют алгоритм для определения содержания жира сцеженного молока, основанный на упомянутом сравнении измеренной оптической характеристики и упомянутой соответствующей оптической характеристики образца молока, имеющего известное содержание жира, для определения содержания жира упомянутого сцеженного молока.
Так как цвет грудного молока изменяется во время сеанса грудного кормления из-за его содержания жира, в одном варианте выполнения этап измерения оптической характеристики сцеженного молока содержит этап, на котором освещают часть молока, используя источник света и используя RGB-датчик для обнаружения цвета сцеженного молока, и в дальнейшем сравнивают упомянутый измеренный цвет с цветом образца молока, имеющего известное содержание жира, для определения содержания жира упомянутого сцеженного молока, которое является показателем количества молока, оставшегося в груди.
В другом варианте выполнения этап, на котором измеряют оптическую характеристику сцеженного молока, содержит этап, на котором освещают молоко следующего сцеживания, используя источник света и используя датчик для обнаружения количества света, который поглощается упомянутым сцеженным молоком, и в дальнейшем сравнивают упомянутое измеренное поглощение с данными, представляющими поглощение образцом молока, имеющего известное содержание жира, для определения содержания жира упомянутого сцеженного молока, которое является показателем количества молока, оставшегося в груди.
Предпочтительно в этом варианте выполнения этап, на котором используют датчик для обнаружения количества света, который поглощается сцеженным молоком, содержит этап, на котором освещают сцеженное молоко светом заданной длины волны, и который обладает качеством рассеивания или поглощения шариками жира, содержащегося в сцеженном молоке, определяют количество света, передаваемого через упомянутое молоко, и сравнивают упомянутое измеренное количество передаваемого света с данными, представляющими количество света, передаваемого через образец молока, имеющий известное содержание жира, для определения содержания жира упомянутого сцеженного молока, которое является показателем количества молока, оставшегося в груди.
Этот вариант выполнения может дополнительно включать в себя этап, на котором освещают часть сцеженного молока с помощью множества источников света, которые испускают свет волн различной длины, и используют множество датчиков для обнаружения количества света каждой длины волны, которое передается через сцеженное молоко, и сравнивают упомянутое измеренное количество передаваемого света с количеством света, передаваемого через образец молока, имеющий известное содержание жира, для определения содержания жира упомянутого сцеженного молока, которое является показателем количества молока, оставшегося в груди.
В еще одном варианте выполнения этап, на котором измеряют оптическую характеристику сцеженного молока, содержит этап, на котором освещают часть сцеженного молока, используя источник света и используя датчик для обнаружения ослабления света упомянутым сцеженным молоком, и в дальнейшем сравнивают упомянутое измеренное ослабление с данными, представляющими ослабление образца молока, имеющего известное содержание жира для определения содержания жира упомянутого сцеженного молока, которое является показателем количества молока, оставшегося в груди.
В этом варианте выполнения множество датчиков может быть использовано для обнаружения света, передаваемого через сцеженное молоко, и света, который рассеивается упомянутым сцеженным молоком, и сравнения обнаруженного света со светом, принимаемым датчиком управления, который не падает на сцеженное молоко.
Этот вариант выполнения может включать в себя расщепитель луча, размещенный на линии света, излучаемого от источника света так, что часть света, излучаемого из него по направлению к сцеженному молоку, направлена к датчику управления.
Предпочтительно способ включает в себя этап, на котором информируют пользователя об определенном содержании жира сцеженного молока или других характерных признаков количества молока, оставшегося в упомянутой груди, основанных на определенном содержании жира так, что пользователь может управлять отсосом в зависимости от упомянутой информации.
Это имеет преимущество, позволяя пользователю взять под контроль отношение подачи и потребления и обеспечивая то, что достаточно молока сцеживается с каждым использованием молокоотсоса и датчиков.
Способ может дополнительно содержать этап, на котором подают сигнал, характерный для определенного содержания жира сцеженного молока, блоку управления, причем упомянутый блок управления выполнен с возможностью автоматического управления отсосом в зависимости от упомянутого сигнала.
Это дает преимущество, которое позволяет устанавливать молокоотсос, чтобы опустошать грудь, и молокоотсос будет продолжать отсос, пока грудь не станет пустой. Эта способность автоматической остановки функционирования отсоса предотвращает излишний отсос, который может быть болезненным и разрушительным для тканей груди.
Согласно другому аспекту изобретения, также обеспечено устройство для обеспечения показания относительно количества молока, оставшегося в груди во время лактации, основанного на определенном содержании жира молока, которое сцежено из упомянутой груди, причем упомянутое устройство является разъемно прикрепляемым к молокоотсосу и выполнено с возможностью измерять оптическую характеристику молока, когда оно сцеживается из груди, и для сравнения упомянутой измеренной оптической характеристики с соответствующей оптической характеристикой образца молока, имеющего известное содержание жира, для определения содержания жира упомянутого сцеженного молока и определения показания количества молока, оставшегося в груди, по определенному содержанию жира упомянутого сцеженного молока.
Может быть обеспечен молокоотсос, который содержит блок. Предпочтительно молокоотсос содержит грудную накладку для вставки груди в молокоотсос во время использования, причем упомянутый блок является разъемно прикрепляемым к упомянутой грудной накладке.
Грудная накладка может иметь выпуклость или выемку в ней для приема и временного удерживания или накопления образца молока, причем упомянутый блок выполнен с возможностью измерять оптическую характеристику молока в упомянутой выпуклости или выемке, когда упомянутый блок прикреплен к упомянутому молокоотсосу.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные варианты выполнения будут описаны далее исключительно путем примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 показывает способ, изображая источник света и оптический датчик смежно с потоком текучей среды.
Фиг. 2 показывает способ использования пары источников света и соответствующей пары оптических датчиков, расположенных на противоположных сторонах потока текучей среды.
Фиг. 3 показывает способ, содержащий этапы, на которых источники света и множество оптических датчиков располагают вокруг потока текучей среды.
Фиг. 4 показывает вид в перспективе узла типичного молокоотсоса.
Осуществление изобретения
Жир влияет на оптические характеристики молока из-за отражения, поглощения и рассеивания света, вызванного шариками жира, суспендированными в воде. Одним из результатов этого является изменение цвета грудного молока, так как изменяется содержание жира.
На фиг. 1 показан источник 2 света, оптический датчик 3 и поток 1 текучей среды. Поток 1 текучей среды представляет собой грудное молоко, которое только что было сцежено из груди и поступило в молокоотсос (не показан). В этом варианте выполнения источник света 2 может быть любым электрическим устройством, которое может производить требуемый свет, например, белый (широкого спектра) светодиод. Оптический датчик 3 выполнен с возможностью обнаруживать цветокомпозиции света после его отражения потоком 1 текучей среды и может быть любым типом элемента восприятия цвета, например RGB-датчиком, который выводит числовые данные, относящиеся к композиции цвета в отношении красных, зеленых и синих элементов света. Выходной сигнал от оптического датчика 3 передается блоку управления (не показан), который сравнивает сигнал с известными данными и информирует пользователя относительно количества молока, оставшегося в груди, основанного на данных сравнения, тем самым позволяя изменять отсос соответственно. Альтернативно молокоотсос может регулироваться автоматически в зависимости от выхода от датчика 3 и сравнения с известными данными.
В варианте выполнения на фиг. 1 источник 2 света и оптический датчик 3 показаны как отдельные части и размещены вблизи потока текучей среды смежно друг к другу. Однако понятно, что источник 2 света и оптический датчик 3 могут быть расположены по-другому в любом месте в области вокруг потока 1 текучей среды и могут даже быть объединены в один компонент с двойной функцией излучения света и обнаружения цвета потока текучей среды.
Фиг. 2 показывает другой вариант выполнения, причем способ содержит этапы, на которых два источника 4, 5 света с двумя оптическими датчиками 6, 7 размещают на противоположной от источников света 4, 5 стороне потока 1 текучей среды. Источники 4, 5 света производят свет с управляемой длиной волны, соответственно направленный к потоку 1 текучей среды. Оптические датчики 6, 7, размещенные на противоположной стороне потока 1 текучей среды, обнаруживают свет после его прохождения через поток 1 текучей среды. Они выполнены так, что первый оптический датчик 6 обнаруживает свет исключительно от первого источника 4 света и второй оптический датчик 7 обнаруживает свет исключительно от второго источника 5 света. Поток 1 текучей среды является характерным для грудного молока, которое только что было сцежено из груди и поступило в молокоотсос (не показан).
В этом варианте выполнения важно управлять длиной волны света, излучаемого источниками света, так что они являются особо восприимчивыми к поглощению или рассеиванию шариками жира в грудном молоке, но максимально исключая рассеивание другими компонентами грудного молока. Как предварительно отмечалось, шарики жира имеют обычно 1,5 мкм - 12 мкм в диаметре в среднем 4,5 мкм. Грудное молоко также содержит частицы белка казеина, которые могут рассеивать или поглощать свет. Однако частицы казеина не могут быть использованы, чтобы дать показания о пустоте груди, так как процентное содержание казеина грудного молока является достаточно постоянным в течение сеанса кормления.
На этой основе длины волн света, излучаемого от источника 4, 5 света, могут быть выбраны так, что поглощение и рассеивание, вызванные шариками жира, могут быть отличны от поглощения и рассеивания, вызванных частицами казеина.
Первый и второй источники 4, 5 света содержат лазерные диоды, а первый и второй оптические датчики 6, 7 содержат фотодиоды. Первый и второй лазерные диоды 4, 5 испускают свет волн различных длин для увеличения надежности показаний и вычисления изменения размера шариков жира.
Так как свет, создаваемый первым и вторым лазерными диодами 4, 5, проходит через грудное молоко 1, некоторое количество свет абсорбируется жиром, белком и другими компонентами грудного молока 1. Первый и второй фотодиод 6, 7 обнаруживают свет после его изменения грудным молоком 1 и во взаимодействии с блоком управления (не показан); можно определить количество света, который поглощается шариками жира в грудном молоке 1. Блок управления может сравнивать измерения с эмпирическими результатами и использовать алгоритм для определения содержания жира грудного молока. Эта информация может использоваться для обнаружения количества молока, оставшегося в груди, и информирования пользователя или приведения в действие некоторого управляющего воздействия в молокоотсосе.
Фиг. 3 показывает третий вариант выполнения способа, содержащий один источник 8 света, четыре оптических датчика 9, 10, 11, 12 и расщепитель 16 луча, расположенные вокруг потока 1 текучей среды. В этом варианте выполнения источник 8 света представляет собой лазерный диод, а оптические датчики 9, 10, 11, 12 представляют собой фотодиоды. Как и раньше, поток 1 текучей среды 1 является грудным молоком, сцеженным из груди и поступившим в молокоотсос (не показан).
Оптические датчики 9, 10, 11, 12 выполнены с возможностью обнаружения скорости рассеивания света, вызванного шариками жира в грудном молоке 1, - мутность грудного молока 1. Мутность представляет собой оптическую характеристику, которая обозначает затемненность или непрозрачность текучей среды, вызванную отдельными частицами. Известно измерение мутности текучей среды посредством измерения ослабления и/или рассеивания света, так как свет передается через текучую среду. Как описано ранее, грудное молоко содержит шарики жира, и, таким образом, количество света, рассеянного, когда свет проходит через грудное молоко, будет представлять измерение содержания жира грудного молока. Если представлено больше шариков жира, больше света будет рассеиваться.
В варианте выполнения, показанном на фиг. 3, лазерный диод 8 и расщепитель 16 луча выполнены так, что свет, излучаемый от лазерного диода 8, разделен на две части, одна из которых направлена в первый фотодиод 9, и другая из которых направлена к потоку 1 грудного молока. Значение измерения первого фотодиода 9, обнаруживающего первую часть разделенной части света от лазерного диода 8, действует в качестве контрольного измерения. Так как вторая часть света взаимодействует с потоком грудного молока 1, некоторое количество света проходит через поток и обнаруживается вторым фотодиодом 10. Второй фотодиод 10 выполнен с возможностью представлять измерение ослабления света по сравнению с измерением первого фотодиода 9. Остаток света либо поглощается, либо рассеивается в любом направлении. Третий и четвертый фотодиоды 11, 12 размещают так, чтобы обнаруживать свет, рассеиваемый в конкретном направлении. Все четыре фотодиода 9, 10, 11, 12 сообщают свои измерения блоку управления (не показан), который использует алгоритм, полученный из эмпирических данных, для определения содержания жира грудного молока 1. Это может достигаться использованием показаний многочисленными путями. В этом варианте выполнения мутность и в связи с этим содержание жира грудного молока 1 может определяться сравнением следующих отношений друг с другом и с эмпирически полученными постоянными:
Отношение прямого рассеивания (третий фотодиод 11/первый фотодиод 9)
Отношение обратного рассеивания (четвертый фотодиод 12/первый фотодиод 9)
Отношение передаваемого ослабления (второй фотодиод 10/первый фотодиод 9).
Следует отметить, что этот вариант выполнения может быть упрощен, чтобы вычислять только одно значение из вышеупомянутых отношений. Измерение всех из них будет увеличивать точность.
Фиг. 4 показывает типичный узел 13 молокоотсоса, имеющий принимающую грудь накладку 15, которая сужается к цилиндрическому участку 14, который соединяет принимающую грудь насадку 15 с корпусом 20 молокоотсоса, и собирающий молоко контейнер 21. Цилиндрический участок 14 может иметь деформацию, выпуклость или другое образование 14a, к которому может быть прикреплен оптический датчик, например датчик, описанный со ссылкой на фиг. 1-3. Это представляет собой предпочтительное место для датчика, так как оно является предпочтительным для анализируемого грудного молока датчиком незамедлительно при или сразу после извлечения груди и до его смешивания с грудным молоком уже в собирающем молоко контейнере 21, чтобы позволять обнаружение изменения содержания жира грудного молока с большой степенью точности. Датчики могут быть установлены съемным образом на молокоотсосе, чтобы позволять их удаление перед очисткой молокоотсоса.
Во время отсоса грудное молоко течет вдоль цилиндрического участка 14, и его образец будет проходить через деформацию или выпуклость 14a, которая обеспечивает буферную область, так как молоко, которое проходит через эту область, может быть менее завихренным относительно молока, проходящего через цилиндрический участок 14, делая его анализ проще. Ясно, что если устройство для измерения изменения оптической характеристики сцеженного молока устанавливается снаружи грудной накладки, то грудная накладка или, по меньшей мере, участок грудной накладки вблизи выпуклости 14a должны быть выполнены из прозрачного материала, который будет иметь небольшое влияние или не иметь влияния на свет, проходящий через него в молоке для анализа.
Датчики создают сигнал, который подается обратно либо пользователю, либо блоку управления молокоотсоса. Пользовательский интерфейс может информировать пользователя, когда количество молока, оставшегося в груди, является малым или она опустошена. Например, последовательность световых сигналов или другой признак может быть отображен для обозначения количества молока, оставшегося в груди, на основе определенных измерений. Независимо от того, обеспечен ли молокоотсос пользовательским интерфейсом, блок управления молокоотсоса может использовать измерения для определения, является ли мощность отсоса достаточной, и для увеличения или уменьшения мощности до подходящей. Отсос может также автоматически останавливаться, если измерения указывают на то, что грудь является пустой или только небольшое количество молока остается в груди.
Хотя каждый из способов для обеспечения показания относительно количества молока, оставшегося в груди во время лактации, описан отдельно, понятно, что также возможно использование любой совокупности способов одновременно для достижения более точного и надежного измерения.
Понятно, что выражение "содержащий" не исключает другие элементы или этапы. Тот факт, что некоторые измерения перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не обозначает, что совокупность этих измерений не может быть использована для преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны подразумеваться как ограничение объема охраны формулы изобретения.
Хотя формула изобретения составлена в этом документе для конкретных совокупностей признаков, следует понимать, что объем охраны раскрытия сущности настоящего изобретения также включает в себя любые новые признаки или любые новые совокупности признаков, раскрытых здесь явно или неявно, или любое их обобщение, независимо от того, относится ли оно к тому же изобретению, что и заявленное здесь в любом пункте формулы изобретения, и независимо от того, уменьшает ли оно любую или все такие же технические проблемы, что и в исходном изобретении. Заявители тем самым представляют уведомление, что новая формула изобретения может быть сформулирована с такими признаками и/или совокупностями признаков во время рассмотрения настоящей заявки или любой другой заявки, происходящей из нее.
Другие преобразования и изменения, попадающие в пределы объема охраны формулы изобретения, далее будут очевидны специалистам в области техники.