Молокоотсос, содержащий набор для сцеживания, вакуумный блок и систему для оценки сцеживания молока
Изобретение относится к медицинской технике. Молокоотсос содержит набор для сцеживания, содержащий воронку для приема груди, выпускное отверстие для молока и выпускное отверстие для воздуха. Вакуумный блок выполнен с возможностью реализации цикла давления в наборе для сцеживания и содержит впускное отверстие для воздуха для соединения с выпускным отверстием для воздуха в наборе для сцеживания и насосный механизм для отсасывания воздуха из набора для сцеживания через выпускное отверстие для воздуха в наборе для сцеживания и впускное отверстие для воздуха в вакуумном блоке. Система для звуковой оценки сцеживания молока содержит звуковой датчик и процессор, выполненный с возможностью обработки звукового сигнала, принятого от звукового датчика во время работы молокоотсоса, когда вместе с молокоотсосом используется емкость для приема молока из выпускного отверстия для молока в наборе для сцеживания. Процессор выполнен с возможностью обработки звукового сигнала, принятого от звукового датчика во время работы молокоотсоса, согласно программе, обеспечивающей определение значения длительности времени между моментом выпуска и первым моментом после момента выпуска, в котором появляется скачок звукового сигнала, момент выпуска представляет собой момент, в котором происходит ослабление вакуума во время цикла давления и в котором происходит соответствующий выпуск молока из положения в наборе для сцеживания и через выпускное отверстие для молока. Технический результат сводится к обеспечению определения общего объема сцеженного молока. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Один аспект настоящего изобретения относится к молокоотсосу, содержащему (i) набор для сцеживания, содержащий воронку для приема груди, выпускное отверстие для молока и выпускное отверстие для воздуха, (ii) вакуумный блок, выполненный с возможностью реализации цикла давления в наборе для сцеживания, содержащий впускное отверстие для воздуха для соединения с выпускным отверстием для воздуха в наборе для сцеживания и насосный механизм для отсасывания воздуха из набора для сцеживания через выпускное отверстие для воздуха в наборе для сцеживания и впускное отверстие для воздуха в вакуумном блоке, и (iii) систему для оценки сцеживания молока.
[0002] Еще один аспект настоящего изобретения относится к узлу молокоотсоса и внешнего устройства или системы, выполненной с возможностью выдачи информации пользователю.
[0003] Еще один аспект настоящего изобретения относится к способу определения характеристик сцеживания молока во время сеанса откачивания молока, выполняемого молокоотсосом, содержащим набор для сцеживания, включающий в себя воронку для приема груди, выпускное отверстие для молока и выпускное отверстие для воздуха, и вакуумный блок, выполненный с возможностью реализации цикла давления в наборе для сцеживания, содержащий впускное отверстие для воздуха для соединения с выпускным отверстием для воздуха в наборе для сцеживания и насосный механизм для отсасывания воздуха из набора для сцеживания через выпускное отверстие для воздуха в наборе для сцеживания и впускное отверстие для воздуха в вакуумном блоке.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0004] В целом, молокоотсос является хорошо известным инструментом для извлечения молока из груди кормящей женщины или обеих грудей одновременно. Молокоотсосы могут быть использованы в различных ситуациях, например, если ребенок или младенец не способен извлечь молоко из груди или если мать находится на расстоянии от своего ребенка или младенца, а ребенок или младенец должен быть накормлен позднее грудным молоком матерью или другим человеком. Таким образом, молокоотсосы используются женщинами для сцеживания грудного молока в удобное время для его хранения с целью дальнейшего употребления своим или другим ребенком. Кроме того, молокоотсосы могут быть полезны в ситуации, когда желательной является стимуляция и повышение выработки молока у женщин с низким запасом молока или понижение давления наполненных грудей.
[0005] Как правило, молокоотсос работает с одним или двумя наборами для сцеживания. Помимо прочего, набор для сцеживания содержит воронку для приема груди, предназначенную для приема груди женщины, при этом воронка может быть снабжена подушками или подобными средствами для массажа груди определенным образом, и он выполнен с возможностью соединения с вакуумным блоком для реализации цикла давления в наборе для сцеживания, благодаря чему обеспечивается возможность сцеживания молока из груди. В случаях практического применения вакуумный блок содержит электрическое вакуумное насосное устройство, однако молокоотсосы с ручным управлением также известны и используются на практике. Дело в том, что за счет генерирования цикла давления, в частности, цикла вакуума, который возможно сопровождается массажем груди определенным образом, получают имитацию действия кормления, что запускает необходимый рефлекс выброса молока у кормящей женщины, использующей молокоотсос. Для полноты изложения следует отметить, что термин «вакуум», используемый в данном тексте, относится к относительно низкому давлению, т.е. давлению, которое намного ниже атмосферного давления.
[0006] Грудное молоко, которое получено в результате сеанса откачивания, выполненного посредством молокоотсоса, зачастую предназначено для употребления значительно позже, чем время, когда был выполнен сеанс откачивания. Как правило, молоко хранится в холодильнике или морозильной камере, в случае чего молоко нагревают перед его употреблением в пищу ребенком или младенцем. Ввиду того факта, что каждому ребенку или младенцу необходим конкретный объем молока, важно следить за общим объемом молока, имеющимся в наличии. В частности, может быть определено, достаточно ли общего объема молока для одного или более предстоящих сеансов кормления ребенка или младенца, и/или какое предпочтительное количество молока должно быть сцежено за один или более предстоящих сеансов откачивания.
[0007] Чтобы иметь возможность решить, достаточно ли объема молока для ребенка или младенца, мать или другое лицо, ухаживающее за ребенком или младенцем, может составить представление об общем доступном объеме, посмотрев в холодильник или морозильную камеру, где хранится молоко. Согласно другому варианту, мать или другое ухаживающее лицо отслеживает хранящийся объем молока путем ведения бумажного журнала, например, блокнота, или в электронном виде, например, с помощью таблицы, и в этом случае необходимости в визуальном осмотре нет. Для определения общего объема молока в обоих случаях требуется добавить отдельные объемы молока вручную. В последнем случае также возможно отслеживать потребление молока. Другой вариант заключается в использовании приложения на смартфоне или компьютерной программы, разработанной для отслеживания общего объема молока, помимо выполнения других возможных подходящих функций. Кроме того, в таком случае матери или другому ухаживающему лицу необходимо ввести в приложение или программу данные о сцеженных объемах молока и потреблении молока.
[0008] WO 2014/058430 A1 относится к молокоотсосу, который содержит насос для генерирования всасывания и контроллер, выполненный с возможностью управления насосом для генерирования различных уровней всасывания циклическим образом с некоторой частотой, для управления насосом для начала и прекращения откачивания, для сбора входной информации от пользователя о количестве собранного молока, а также для хранения информации в отношении по меньшей мере одного сеанса откачивания. Согласно варианту реализации, молокоотсос содержит графический интерфейс пользователя на сенсорном экране контроллера. Графический интерфейс пользователя содержит вкладку управления насосом, имеющую одно или более из кнопки начала/остановки, таймера длительности сеанса, части для управления всасыванием и части для управления скоростью, вкладку ввода объема молока, имеющую одно или более из части для ввода объема молока в левой груди, части для ввода объема молока в правой груди, кнопки сохранения и части информации о сеансе; и вкладку истории сеанса, имеющую одно или более из частей управления просмотром и части информации об истории сеанса. Вкладки обеспечивают пользователю возможность переключения между различными режимами работы, например, управления насосом, ввода объема молока и просмотра истории сеанса. Сенсорный экран может отображать по меньшей мере одно из времени длительности сеанса, текущего уровня всасывания насоса, текущего уровня скорости цикла, текущего состояния объема (например, включен или заблокирован) и текущего состояния батареи. Кроме того, на сенсорном экране может быть отображена информация об истории сеанса для одного или более сеансов откачивания, которые были сохранены пользователем, в том числе одно или более из даты, времени, уровня объема молока в левой груди, уровня объема молока в правой груди, уровня, скорости и длительности всасывания.
[0009] В US2016/287767 описан молокоотсос с улучшенной системой извлечения молока с обратной связью. Система может сообщаться с различными электронными устройствами и/или компонентами сервера для обмена данными и выполнения определенных функций. Функции могут включать в себя представление пользователю визуальной и звуковой обратной связи, поддержку идентификации конкретного набора, а также связанных профилей пользователя и предпочтительных конфигурационных настроек, выявление и реагирование на утечки различных размеров в ходе работы молокоотсоса, управление работой молокоотсоса в ответ на выявленные утечки и выявленный тип и/или амплитуду утечки, предупредительное контактирование с потребителями при выявленном или неминуемом неисправном состоянии, обеспечение эффективной маркировки емкостей для сбора, а также определение объема и потока сцеженного грудного молока.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] Ввиду вышеуказанного, задача настоящего изобретения заключается в представлении молокоотсоса с новым конструктивным исполнением, в частности, обеспечивающим возможность автоматического определения общего объема сцеженного грудного молока во время сеанса откачивания молока, для того, чтобы освободить от этого мать или другое ухаживающее лицо по меньшей мере до тех пор, пока имеется необходимость в информации об объемах откачанного молока. В более общем смысле, задача настоящего изобретения заключается в представлении молокоотсоса, который выполнен с возможностью автоматического достоверного определения одной или более характеристик сцеживания в ходе сеанса откачивания.
[0011] Для этой цели в настоящем изобретении представлен молокоотсос, содержащий (i) набор для сцеживания, содержащий воронку для приема груди, выпускное отверстие для молока и выпускное отверстие для воздуха, (ii) вакуумный блок, выполненный с возможностью реализации цикла давления в наборе для сцеживания, содержащий впускное отверстие для воздуха для соединения с выпускным отверстием для воздуха в наборе для сцеживания и насосный механизм для отсасывания воздуха из набора для сцеживания через выпускное отверстие для воздуха в наборе для сцеживания и впускное отверстие для воздуха в вакуумном блоке, и (iii) систему для звуковой оценки сцеживания молока, содержащую звуковой датчик и процессор, выполненный с возможностью обработки звукового сигнала, принятого от звукового датчика во время работы молокоотсоса, когда вместе с молокоотсосом используется емкость для приема молока из выпускного отверстия для молока в наборе для сцеживания.
[0012] Настоящее изобретение основано на применении звуковых технологий для автоматического определения объема сцеженного молока в ходе откачивания и/или для автоматического определения одной или более других характеристик сцеживания молока, при необходимости. Для обеспечения оптимальной простоты использования в изобретении может быть предусмотрена передача автоматически определенного объема молока, например, в приложение для смартфона или компьютерную программу, при этом приложение или программа может быть выполнена с возможностью отслеживания других характеристик сеанса откачивания, таких как время начала, длительность и скорость сцеживания.
[0013] Во время сеанса откачивания под действием цикла давления происходит повторяемый процесс, при котором свежесцеженному грудному молоку позволяют скапливаться в наборе для сцеживания в положении выше по потоку от выпускного отверстия для молока, а также ему позволяют падать из этого положения через выпускное отверстие для молока. Основной замысел, лежащий в основе настоящего изобретения, заключается в том, что момент выпуска определенного количества молока, который далее будет называться моментом выпуска, может быть известен и/или определен, а также в том, что также имеется возможность определения момента удара определенного количества молока в поверхность после выпуска, который далее будет называться моментом завершения падения, поскольку в этот последний момент происходит создание звука и он имеет специфическую звуковую сигнатуру. Второй основной замысел, лежащий в основе настоящего изобретения, заключается в том, что значение длительности времени между моментом выпуска и моментом завершения падения, которое далее будет называться длительностью времени свободного падения, может быть взято в качестве меры общего объема молока, находящегося в емкости для приема молока. Дело в том, что чем больше молока присутствует в емкости, тем ниже значение длительности времени свободного падения. Поверхность, указанная в отношении момента завершения падения, может представлять собой поверхность емкости или поверхность объема молока, находящегося в емкости. Чем больше общий объем молока, тем выше уровень молока в емкости и тем раньше вырабатывается звук удара определенного количества молока в поверхность после выпуска.
[0014] В пределах объема настоящего изобретения может быть использован любой подходящий тип емкости. Как и во многих традиционных случаях, набор для сцеживания может быть снабжен винтовой резьбой в положении вокруг выпускного отверстия для молока для обеспечения возможности прикручивания емкости к набору для сцеживания в соответствующем положении для приема молока из набора для сцеживания во время работы молокоотсоса. Тем не менее, настоящее изобретение также охватывает другие возможные варианты прикрепления емкости к молокоотсосу.
[0015] Предполагается, что определение характеристик сцеживания молока на основе определения звука является обеспечивающим преимущество замыслом, который предлагает различные интересные возможности, как будет разъяснено далее.
[0016] В практическом варианте реализации молокоотсоса в соответствии с настоящим изобретением процессор выполнен с возможностью обработки звукового сигнала, принятого от звукового датчика во время работы молокоотсоса, согласно программе, в которой определяется значение длительности времени между моментом выпуска и первым моментом после момента выпуска, в котором определяется скачок (пик) звукового сигнала, при этом момент выпуска представляет собой момент, в котором происходит ослабление вакуума во время цикла давления и в котором происходит соответствующий выпуск молока через выпускное отверстие для молока. Как уже было разъяснено в общем смысле выше, сеанс откачивания включает повторяемый процесс накапливания свежесцеженного молока в наборе для сцеживания и выпуск молока через выпускное отверстие для молока. Когда в цикле давления применяется вакуум, молоко извлекается из груди женщины. Когда в цикле давления происходит ослабление вакуума, молоко может выходить из набора для сцеживания через выпускное отверстие для молока, так что это происходит в то время, когда молоко падает вниз в емкость, которая используется с молокоотсосом для приема молока из выпускного отверстия для молока, пока молоко не ударит в поверхностью емкости или поверхность молока в случае, если поверхность емкости покрыта определенным объемом молока, тем самым вызывая скачок звукового сигнала. Как только было определено значение длительности времени между моментом выпуска и первым моментом после момента выпуска, в котором появляется скачок звукового сигнала, который представляет собой момент завершения падения, получают значение, которое непосредственно связано с общим объемом молока в емкости и который, следовательно, подходит для использования в процессе определения фактического значения общего объема молока в емкости.
[0017] При применении настоящего изобретения момент завершения падения получают из интерпретации звукового сигнала. Однако момент выпуска может быть определен любым подходящим способом. В этом отношении следует отметить, что программа может включать определение момента выпуска из по меньшей мере одного из скачка звукового сигнала и фактического управляющего сигнала насосного механизма.
[0018] В частности, процессор может быть выполнен с возможностью вычисления объема молока на основе значения длительности времени свободного падения и значений, связанных с геометрическими характеристиками емкости, при этом вычисление объема молока представляет собой вычисление фактического объема молока в емкости. На первом этапе вычисление объема молока может включать определение расстояния, вдоль которого свободно падает определенное количество молока, выпущенное из положения в наборе для сцеживания через выпускное отверстие для молока, в соответствии со следующим уравнением: s = 0,5 * g * t2, в котором s - расстояние, g - ускорение свободного падения, а t - длительность времени свободного падения. На втором этапе вычисление объема молока может включать определение высоты молока в емкости в соответствии со следующим уравнением: hm = hc + hv - s, в котором hm - высота молока в емкости, hc - общая высота емкости, а hv - высота положения над емкостью, из которого происходит выпуск молока. На основе постоянного соотношения между уровнем жидкости и объемом жидкости в заданной емкости фактический объем сцеженного молока в емкости может быть получен непосредственно из определения значения hm.
[0019] Предпочтительно, система для звуковой оценки сцеживания молока выполнена с возможностью включения в вычисление объема молока компенсации наклонной ориентации набора для сцеживания и прикрепленной к нему емкости. Дело в том, что наклонная ориентация набора для сцеживания и прикрепленной к нему емкости может быть ожидаема во многих вариантах применения на практике, в частности, вследствие того, что женщина, как правило, удерживает набор для сцеживания и прикрепленную к нему емкость у своей груди. В этом отношении следует отметить, что система для звуковой оценки сцеживания молока может содержать инерциальный датчик, расположенный в наборе для сцеживания, и в этом случае процессор может быть выполнен с возможностью обработки инерциального сигнала, принятого от инерциального датчика, в соответствии с программой, в которой предусмотрено определение значения ускорения в направлении z, при этом направление z представляет собой продольное направление корпусной части набора для сцеживания, где расположено выпускное отверстие для молока, и с возможностью включения в вычисление объема молока определение корректирующего значения расстояния, вдоль которого происходит свободное падение определенного количества молока, выпущенного из положения в наборе для сцеживания через выпускное отверстие для молока, на основе фактического значения угла наклона набора для сцеживания относительно вертикали. Кроме того, процессор может быть выполнен с возможностью определения корректирующего значения в соответствии со следующими уравнениями: f = 1/cos(θ), в котором f - корректирующее значение, а θ - угол наклона, и θ = cos-1 [(|Az/g|)], в котором Az - ускорение в направлении z.
[0020] Предпочтительно, процессор выполнен с возможностью оценки того, находится ли значение длительности времени свободного падения в пределах заданного диапазона значений, и с возможностью выполнения вычисления объема молока только в отношении значения, находящегося в пределах заданного диапазона, поскольку это улучшает точность системы для звуковой оценки сцеживания молока. В частности, это обеспечивает возможность функционирования процессора, при котором скачки звукового сигнала, которые не являются показательными в отношении релевантного момента, могут не учитываться. Принимая некоторые геометрические размеры набора для сцеживания и емкости, определенный диапазон реально возможных значений длительности времени свободного падения может быть задан и запрограммирован в процессоре.
[0021] В частности, в случае, когда возможно использование емкостей различных типов вместе с молокоотсосом, предпочтительно, чтобы молокоотсос содержал интерфейс пользователя, выполненный с возможностью приема ввода пользователя в отношении текущего типа емкости и с возможностью передачи соответствующего информационного сигнала на процессор. В качестве альтернативы, молокоотсос может быть снабжен системой некоторого типа для автоматического определения типа емкости. В обоих случаях практичным является, чтобы емкость была подходящим образом промаркирована. В частности, указанная система может быть разработана таким образом, чтобы обеспечивать процессору возможность получения информации об общей высоте текущей емкости и информации об отношении между уровнем жидкости и объемом жидкости в текущей емкости.
[0022] В практическом варианте реализации молокоотсоса в соответствии с настоящим изобретением набор для сцеживания содержит клапанный узел. В таком случае положение в наборе для сцеживания, из которого происходит выпуск молока, представляет собой положение клапанного узла в наборе для сцеживания, а момент выпуска представляет собой момент, в котором происходит открытие клапанного узла под действием ослабления вакуума во время цикла давления. Клапанный узел может содержать, например, клапан типа «утиный нос».
[0023] В качестве альтернативы или дополнения выполнению с возможностью вычисления объема молока процессор может быть выполнен с возможностью вычисления, задача которого заключается в выдаче пользователю указания содержания жира в сцеженном грудном молоке во время сеанса откачивания в режиме реального времени. Общеизвестным фактом является то, что переднее молоко является более водянистым и имеет более низкое содержание жира по сравнению с задним молоком. Основываясь на замысле того, что содержание жира влияет на поверхностное натяжение, а также на том, что это может влиять на звуковой сигнал удара молока в поверхность емкости или поверхность объема молока, находящегося в емкости, в настоящем изобретении обеспечен способ определения содержания жира в молоке во время сеанса откачивания. Например, пользователю может быть выдано указание в режиме реального времени касательно того, можно ли рассматривать сцеженное молоко в качестве переднего молока или заднего молока, указание касательно содержания жира в молоке, указание касательно общего (среднего) содержания жира в молоке и/или рекомендация касательно того, как убедиться в том, что заданная смесь переднего и заднего молока собрана в емкости, для того, чтобы располагать оптимальной смесью для сеанса кормления без необходимости в осуществлении дальнейших действий (смешивания).
[0024] Следует отметить, что процессор может представлять собой процессор любого подходящего типа и может быть частью центрального процессора (ЦП) молокоотсоса, который, кроме того, выполнен с возможностью управления работой молокоотсоса, в частности, насосного механизма.
[0025] Для экономии энергии, что особенно важно, когда молокоотсос представляет собой устройство с питанием от батареи, может быть предпочтительно, если ЦП выполнен с возможностью активации системы для звуковой оценки сцеживания молока только по прошествии заданного времени с начала работы молокоотсоса. Замысел, лежащий в основе данной опции, заключается в том, что когда необходимо определить общий объем грудного молока, полученного в результате сеанса откачивания, необходимо лишь выявить звуковой сигнал и выполнить его анализ в ходе последних стадий сеанса откачивания.
[0026] Предпочтительно, процессор выполнен с возможностью связи с внешним устройством или системой, которое/ая выполнено/на с возможностью выдачи информации пользователю. Примерами такого внешнего устройства или системы являются смартфон, «умные» часы, планшет, ноутбук и компьютер. Внешнее устройство или система может быть использовано/на для запуска приложения/программы для выдачи пользователю информации о молокоотсосе и сеансах откачивания, выполняемых устройством. Предпочтительно, связь с внешним устройством или системой является беспроводной.
[0027] В пределах объема настоящего изобретения могут быть предусмотрены различные положения звукового датчика. Практичным и полезным положением может быть положение на наборе для сцеживания ниже воронки для приема груди. В целом, предпочтительным является положение, в котором подлежащий определению звуковой сигнал является достаточно сильным и в максимальной степени свободным от мешающих факторов. Звуковой датчик может содержать, например, микрофон или подходящий датчик давления, или акселерометр.
[0028] Кроме того, настоящее изобретение относится к узлу молокоотсоса и внешнего устройства или системы, содержащего/щей звуковой датчик, при этом устройство или система дополнительно выполнено/на с возможностью выдачи информации пользователю, узел дополнительно содержит удерживающий механизм для удержания внешнего устройства или системы на молокоотсосе или емкости для использования вместе с молокоотсосом. В контексте настоящего изобретения было обнаружено, что может быть практично не снабжать молокоотсос звуковым датчиком, а предоставить внешнее устройство или систему, содержащее/щую звуковой датчик, и удерживать его/ее на молокоотсосе или емкости. Например, может быть использован микрофон, который обычно содержится в смартфоне. Путем удержания смартфона на молокоотсосе или емкости в подходящем положении обеспечивается возможность определения звукового сигнала, подлежащего обработке для определения одной или более характеристик сцеживания молока. Удерживающий механизм может содержать удерживающий элемент, который является неотъемлемой частью молокоотсоса или емкости, однако может быть еще более практичным, если предусмотрен удерживающий элемент, выполненный с возможностью соединения и отсоединения от молокоотсоса или емкости.
[0029] В действительности, вся система для звуковой оценки сцеживания молока может быть встроена во внешнее устройство или систему, в случае чего внешнее устройство или система снабжено/на не только звуковым датчиком, но и процессором, выполненным с возможностью обработки звукового сигнала, принятого от звукового датчика. В этом случае в равной степени применимы различные варианты, описанные выше в отношении конфигурации процессора.
[0030] Кроме того, настоящее изобретение относится к способу определения характеристик сцеживания молока во время сеанса откачивания молока, выполняемого молокоотсосом, содержащим набор для сцеживания, содержащий воронку для приема груди, выпускное отверстие для молока и выпускное отверстие для воздуха, и вакуумный блок, выполненный с возможностью реализации цикла давления в наборе для сцеживания, содержащий впускное отверстие для воздуха для соединения с выпускным отверстием для воздуха в наборе для сцеживания и насосный механизм для отсасывания воздуха из набора для сцеживания через выпускное отверстие для воздуха в наборе для сцеживания и впускное отверстие для воздуха в вакуумном блоке, причем время между моментом выпуска молока из набора для сцеживания и моментом завершения свободного падения молока и удара молока в поверхность, расположенную на более низком уровне, чем набор для сцеживания, определяют путем определения звука.
[0031] Основной принцип, который может быть применен при практической реализации способа в соответствии с настоящим изобретением, заключается в том, что скачки в звуковом сигнале берут в качестве индикаторов момента выпуска определенного количества молока из набора для сцеживания и момента завершения свободного падения определенного количества молока и удара определенного количества молока в поверхность. Выше было представлено разъяснение возможного способа обработки звукового сигнала для получения информации о характеристиках сцеживания молока, в частности, фактического объема молока в емкости.
[0032] В соответствии с уже представленной выше информацией следует отметить, что представляется возможным использование внешнего устройства или системы, содержащего/щей звуковой датчик, при этом устройство или система дополнительно выполнено/на с возможностью выдачи информации пользователю, а молокоотсос предназначен для определения звука.
[0033] Вышеописанные и другие аспекты изобретения будут очевидны и разъяснены со ссылкой на представленное ниже подробное описание молокоотсоса в соответствии с настоящим изобретением и различные возможные варианты реализации, а также различные способы управления им.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0034] Настоящее изобретение далее будет более подробно описано со ссылкой на фигуры, на которых одинаковые или подобные части обозначены одинаковыми ссылочными позициями и на которых:
на фиг. 1 схематически изображен молокоотсос, содержащий набор для сцеживания, вакуумный блок и гибкий шланг, соединяющий набор для сцеживания и вакуумный блок друг с другом, а также на ней схематически изображен смартфон для приема информации от молокоотсоса и отображения информации пользователю,
на фиг. 2 изображены различные стадии сбора сцеженного молока в наборе для сцеживания, при этом молоко выпускается в направлении емкости, прикрепленной к набору для сцеживания, и ударяет в нижнюю поверхность пустой емкости и поверхность объема молока в частично заполненной емкости, соответственно,
на фиг. 3 изображен теоретический график отношения между давлением, прилагаемым вакуумным блоком, уровнем звука, зарегистрированного на молокоотсосе или емкости, прикрепленной к набору для сцеживания, и временем,
на фиг. 4 изображен график отношения между уровнем звука, зарегистрированного на молокоотсосе, и временем, полученным в ходе эксперимента, проведенного в контексте настоящего изобретения,
на фиг. 5 изображены различные факторы, связанные с наклонным положением набора для сцеживания и емкости, прикрепленной к набору для сцеживания, и
на фиг. 6 изображен график отношения между уровнем звука, зарегистрированного на молокоотсосе посредством смартфона, и временем, полученным в ходе еще одного эксперимента, проведенного в контексте настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0035] Настоящее изобретение относится к области молокоотсосов и, в частности, оно применимо к электрическим молокоотсосам. Ссылаясь на фиг. 1, сперва будет представлено общее описание электрического молокоотсоса для формирования общей картины замыслов настоящего изобретения.
[0036] Молокоотсос 1 содержит набор 2 для сцеживания и вакуумный блок 3 для генерирования цикла давления, в ходе которого попеременно генерируется и ослабляется вакуум (низкое давление). Для приема сцеженного грудного молока во время работы молокоотсоса 1 используется емкость 4 для молока, которая выполнена с возможностью соединения с набором 2 для сцеживания, например, путем прикручивания, тем самым закрывая нижний конец набора 2 для сцеживания. Вакуумный блок 3 представляет собой электрический вакуумный блок, а также содержит электрический насос 31 и воздушный клапан для реализации переменного вакуума во время работы, т.е. во время сеансов откачивания, выполняемых молокоотсосом 1. Насос 31, воздушный клапан и центральный процессор (ЦП) 32 для реализации надлежащего функционирования насоса 31 и воздушного клапана выполнены с возможностью функционирования способом, который хорошо известен в области молокоотсосов. Таким образом, дополнительные подробности в отношении этих компонентов не будут разъяснены в настоящем описании, и это же применимо к другим практическим аспектам вакуумного блока 3, которые известны сами по себе. Насос 31 электрически соединен с источником электропитания, который может представлять собой, например, сеть электропитания или батарею. Насос 31 и ЦП 32 схематически изображены на фиг. 1 в виде прямоугольников, выполненных пунктирными линиями, а воздушный клапан не изображен. Путь, обеспечивающий возможность обмена управляющими сигналами и т.д. между насосом 31 и ЦП 32, схематически изображен на фиг. 1 пунктирной линией. Путь может быть реализован, например, в виде линии связи любого подходящего типа.
[0037] Набор 2 для сцеживания содержит воронку 21 для приема груди, отверстие, выступающее в роли выпускного отверстия 22 для молока, и канал 23 для молока от воронки 21 для приема груди до выпускного отверстия 22 для молока. Таким образом, воронка 21 для приема груди находится в соединении по текучей среде с выпускным отверстием 22 для молока через канал 23 для молока. Канал 23 для молока выполнен с возможностью закрытия клапанным узлом 24 (схематически изображен на фиг. 2), который в изображенном примере содержит клапан типа «утиный нос». Воронка 21 для приема груди может содержать массажную подушку или тому подобное (не показана) для обеспечения ощущения грудью мягкости и тепла и/или имитации сосания ребенком или младенцем.
[0038] На фиг. 1 молокоотсос 1 изображен в собранном состоянии, при котором вакуумный блок 3 соединен с набором 2 для сцеживания через гибкий шланг 5, причем впускное отверстие 33 для воздуха вакуумного блока 3 соединено с выпускным отверстием 25 для воздуха набора 2 для сцеживания. Такая конфигурация обеспечивает возможность удаленного расположения вакуумного блока 3 относительно набора 2 для сцеживания, так что размер части молокоотсоса 1, предназначенной для прикладывания к груди женщины, может поддерживаться в целесообразных пределах. Следует отметить, что молокоотсос 1 может содержать два набора 2 для сцеживания для обеспечения кормящей женщине возможности использования молокоотсоса 1 для извлечения молока из двух грудей одновременно, в случае чего наборы 2 для сцеживания могут иметь общий вакуумный блок 3.
[0039] Предпочтительно, как изображено, молокоотсос 1 содержит интерфейс 34 пользователя для обеспечения пользователю возможности управления работой молокоотсоса 1. В изображенном примере интерфейс 34 пользователя находится на вакуумном блоке 3 и обеспечивает пользователю возможность ввода входных данных в ЦП 32. Интерфейс 34 пользователя может быть реализован любым подходящим образом, например, в виде ряда кнопок, как изображено, или, например, в виде сенсорного экрана. В качестве примера следует отметить, что интерфейс 34 пользователя может содержать одну кнопку 35 для активации режима стимуляции и три кнопки 36 для выбора одной из трех настроек сцеживания.
[0040] Настоящее изобретение обеспечивает способ автоматического определения одной или более характеристик сцеживания молока во время сеанса откачивания, например, объема сцеженного грудного молока, принятого емкостью 4. Для этой цели молокоотсос 1 снабжен системой 6 для звуковой оценки сцеживания молока, содержащей звуковой датчик 61 и процессор 62, выполненный с возможностью обработки звукового сигнала, принятого от звукового датчика 61 во время работы молокоотсоса 1. В изображенном примере звуковой датчик 61 представляет собой микрофон, который встроен в набор 2 для сцеживания в положении вдоль канала 23 для молока выше по потоку от клапанного узла 24. Это не меняет того факта, что в молокоотсосе 1 в соответствии с настоящим изобретением может быть использован другой тип звукового датчика 61, такой как подходящий датчик давления или акселерометр. В случае, если звуковой датчик 61 представляет собой микрофон, предпочтительно, чтобы микрофон представлял собой микрофон однонаправленного или кардиоидного типа для минимизации внешнего шума и для оптимального захвата звуковой сигнатуры падающих капель молока. Кроме того, в пределах объема настоящего изобретения могут быть предусмотрены другие положения звукового датчика 61. Если говорить о минимизации фонового шума, то в пределах объема настоящего изобретения предполагается добавление подходящего звукового экранирования.
[0041] Звуковой датчик 61 и процессор 62 схематически изображены на фиг. 1 в виде прямоугольников, выполненных пунктирными линиями. Путь, обеспечивающий возможность передачи звукового сигнала от звукового датчика 61 на процессор 62, схематически изображен на фиг. 1 пунктирной линией. Предпочтительно, путь реализован беспроводным способом, что не следует понимать, как то, что в настоящем изобретении также не может быть предусмотрен проводной путь.
[0042] Процессор 62 может представлять собой часть ЦП 32, как обозначено на фиг. 1. Помимо молокоотсоса 1, на фиг. 1 изображен смартфон 7, используемый для выдачи пользователю информации, генерируемой процессором 62 во время работы молокоотсоса 1. Процессор 62 выполнен с возможностью связи со смартфоном 7, причем смартфон 7 может быть использован для запуска приложения, разработанного для отображения релевантной информации в отношении молокоотсоса 1 и сеансов откачивания, выполняемых молокоотсосом 1, на экране 71 смартфона 7, а также, возможно, для приема релевантных входных данных от пользователя, в случае чего смартфон 7 выступает в роли интерфейса пользователя. Путь, обеспечивающий возможность обмена информацией между процессором 62 и смартфоном 7, схематически изображен на фиг. 1 пунктирной линией. Предпочтительно, путь реализован беспроводным способом, что не следует понимать, как то, что в настоящем изобретении также не может быть предусмотрен проводной путь.
[0043] Далее будет описан способ работы системы 6 для звуковой оценки сцеживания молока, при этом также будут представлены детали теоретических основ принципа работы системы 6 для звуковой оценки сцеживания молока.
[0044] В целом, молокоотсос 1 используется для сцеживания молока из груди женщины. Для этой цели на грудь воздействуют переменным вакуумом (цикл давления). В ходе периодов низкого давления или вакуума происходит фактический процесс сцеживания молока из груди. Каждый раз при ослаблении вакуума свежесцеженное молоко капает в емкость 4. Количество молока, падающего из набора 2 для сцеживания, является небольшим, и ожидается, что оно будет появляться из набора 2 для сцеживания в виде капли. На фиг. 2 первое (левее всех) изображение набора 2 для сцеживания и прикрепленной к нему емкости 4 служит для иллюстрации того факта, что во время периода вакуума клапанный узел 24 закрыт, так что молоко собирается над клапанным узлом 24. Молоко, выпускаемое (подлежащее выпуску) из набора 2 для сцеживания, схематически изображено на фиг. 2 в виде кружка, а также схематически изображен клапанный узел 24 в виде ряда линий. На втором изображении набора 2 для сцеживания и прикрепленной к нему емкости 4 изображено, что при ослаблении давления молоко падает в емкость 4. Третье изображение набора 2 для сцеживания и прикрепленной к нему емкости 4 служит для иллюстрации ситуации, в которой емкость 4 является более или менее пустой, а молоко, выпущенное из набора 2 для сцеживания, достигает поверхности дна емкости 4, а четвертое изображение набора 2 для сцеживания и прикрепленной к нему емкости 4 служит для иллюстрации ситуации, в которой емкость 4 содержит определенный объем молока, а молоко, выпущенное из набора 2 для сцеживания, достигает поверхности определенного объема молока. Из сравнения третьего и четвертого изображений набора 2 для сцеживания и прикрепленной к нему емкости 4 следует, что, в зависимости от степени присутствия молока в емкости 4, расстояние для преодоления молоком, выпущенным из набора 2 для сцеживания, увеличивается или уменьшается. Время, которое требуется для того, чтобы молоко, выпущенное из набора 2 для сцеживания, ударило в поверхность после выпуска, также меняется в прямом отношении вместе со степенью наполненности емкости 4. Таким образом, путем определения значения длительности времени между моментом выпуска и моментом завершения падения молока, падающего из набора 2 для сцеживания во время периода цикла давления, при котором вакуум ослабевает, обеспечивается возможность получения реальной оценки уровня молока в емкости 4 и, следовательно, реальной оценки объема молока, присутствующего в емкости 4. Оба момента могут быть получены из звукового сигнала, определенного звуковым датчиком 61, что будет описано далее со ссылкой на фиг. 3.
[0045] На фиг. 3 изображен график давления, прилагаемого вакуумным блоком, и уровня звука, зарегистрированного звуковым датчиком 61, с зависимостью от времени. Левая ось y на графике относится к давлению, правая ось y на графике относится к уровню звука, а ось x на графике относится ко времени. Пунктирной линией обозначено давление, а сплошной линией обозначен уровень звука. Левая часть графика относится к ситуации, когда насос 31 включен, так что давление находится ниже нуля и постепенно понижается до минимального значения. В данной ситуации звуковой сигнал имеет зигзагообразный внешний вид, в частности, в результате шума, генерируемого насосом 31. В некоторый момент насос 31 выключается. В результате, вакуум постепенно ослабевает, что можно явно видеть в правой части графика. Момент, в который насос 31 выключается, характеризуется первым скачком А в звуковом сигнале. На короткое время звук практически отсутствует, а затем появляется второй скачок В в звуковом сигнале, вызванный звуком удара молока в поверхность в емкости 4. Значение длительности времени свободного падения между моментом выпуска и моментом завершения падения находят путем определения времени между первым скачком А и вторым скачком В в звуковом сигнале, зная, что момент выпуска происходит при первом скачке А, а момент завершения падения происходит при втором скачке В.
[0046] В основе способа определения объема сцеженного молока в емкости 4 лежит ЦП 32, содержащий процессор 62. На входной стороне ЦП 32 и процессора 62 происходит получение информации о моментах выпуска и моментах завершения падения в ходе сеанса откачивания, при этом звуковой датчик 61 используется по меньшей мере для нахождения моментов завершения падения. Моменты выпуска могут быть найдены из звукового сигнала, также определенного звуковым датчиком 61, однако также возможно, чтобы эти моменты были получены из управляющего сигнала насоса 31. Другим типом входных данных для ЦП 32 и процессора 62 являются входные данные о геометрических характеристиках текущей емкости 4. Эти входные данные могут быть получены любым подходящим образом, например, от пользователя через интерфейс пользователя или от механизма определения, предназначенного для автоматического определения типа емкости 4. Процессор 62 выполнен с возможностью вычисления значения длительности времени свободного падения для ряда моментов выпуска молока из набора 2 для сцеживания. В частности, процессор 62 может быть запрограммирован на вычисление среднего значения длительности времени свободного падения для ряда последовательных моментов падения молока в емкость 4. Информация о длительности времени свободного падения может быть использована в качестве основы для оценки объема молока в емкости 4, что будет разъяснено далее.
[0047] Свободное падение капель молока из набора 2 для сцеживания в емкость 4 во время откачивания задается следующими кинематическими уравнениями для баллистического движения: v = u + a * t и s = u * t + 0,5 * a * t2, в которых v - конечная скорость капель молока, u - исходная скорость капель молока, a - ускорение капель молока, t - длительность времени свободного падения капель молока, а s - расстояние свободного падения капель молока. Зная, что значение исходной скорости капель молока равняется нулю, поскольку выпуск капель молока происходит из состояния покоя, а также то, что ускорение капель молока представляет собой ускорение свободного падения, которое в целом обозначается символом g, получают следующие уравнения: v = g * t и s = 0,5 * g * t2. Среднее, общеупотребляемое значение ускорения свободного падения составляет 9,81 м/с2. Как было разъяснено выше, значение длительности времени свободного падения определяют в качестве разницы во времени между последовательными моментами, в которые происходит выпуск капель молока, и моментами, в которые происходит удар капель молока в поверхность в емкости 4, т.е. между последовательными моментами выпуска и моментами завершения падения, при этом информация по меньшей мере о последних моментах получают из звукового сигнала, выдаваемого звуковым датчиком 61.
[0048] Например, используют емкость 4 объемом 200 мл и общей высотой 7,7 см, которая может быть заполнена приблизительно до высоты 6 см, а расстояние в наборе 2 для сцеживания между положением клапанного узла 24 и положением для соединения с верхней стороной емкости 4 составляет 2,3 см. В такой ситуации значение расстояния свободного падения капель молока варьируется от 7,7 - 6 + 2,3 = 4 см до 7,7 + 2,3 = 10 см, так что можно ожидать, что значение длительности времени свободного падения, которое задается уравнением t = √(2 * с/g), будет варьироваться от приблизительно 90 мс до 143 мс. Предпочтительно располагать информацией о диапазоне ожидаемых значений, поскольку она позволяет игнорировать скачки в звуковом сигнале, которые не связаны с началом и завершением свободного падения капель молока, но вызваны сторонним шумом. Следует отметить тот факт, что представленные выше уравнения независимы от массы, т.е. они не зависят от массы капель молока, поскольку никакие внешние результирующие силы не воздействуют на капли молока во время свободного падения в соответствии с первым законом Ньютона. Таким образом, вполне возможно применение процессором 62 программы, в которой значение длительности времени свободного падения является единственной переменной, которая должна быть получена для определения характеристик сцеживания молока.
[0049] Объем молока в емкости 4 непосредственно связан с высотой молока в емкости 4. В качестве практического примера, представлена следующая таблица значений.
| Высота от дна емкости (см) | Расстояние от клапанного узла (см) | Объем молока (мл) |
| 0 | 10 | 0,0 |
| 1 | 9 | 20,0 |
| 2 | 8 | 46,5 |
| 3 | 7 | 76,5 |
| 4 | 6 | 103,5 |
| 5 | 5 | 145,0 |
| 6 | 4 | 176,0 |
[0050] Таким образом, сразу после вычисления значения длительности времени свободного падения в виде разницы во времени между моментом выпуска и моментом завершения падения объем молока в емкости 4 может быть определен через информацию о расстоянии, которая может быть получена из длительности времени свободного падения. В способе могут быть использованы подходящие программы для анализа звуковых данных и математические программы. Процессор 62 может быть выполнен с возможностью выдачи большего количества информации по сравнению с информацией о текущем объеме молока в емкости 4. Например, путем сравнения объемов молока в различные моменты времени может быть определена скорость заполнения емкости.
[0051] На фиг. 4 изображен график отношения между уровнем звука, зарегистрированным молокоотсосом 1, и временем, полученным в ходе эксперимента, проведенного в контексте настоящего изобретения. В ходе эксперимента к набору 2 для сцеживания в молокоотсосе 1 крепили микрофон 61 на стороне корпусной части 26 насоса набора 2 для сцеживания в промежуточном положении между воронкой 21 для приема груди, выпускным отверстием 22 для молока и выпускным отверстием 25 для воздуха. Положение микрофона 61 умышленно не было выбрано так, чтобы он находился на задней стороне корпусной части 26 насоса, для того, чтобы предотвратить помехи в звуковом сигнале, вызванные разбрызгиванием свежесцеженного молока на эту сторону. Звуковой сигнал измеряли с использованием режима медленного всасывания у молокоотсоса 1, который, как правило, используют после выделения молока. В качестве молока в ходе эксперимента выбрали воду, зная, что свойства воды похожи на свойства молока. Емкость 4 заполняли определенным объемом воды до высоты 5 см. Воду подавали в набор 2 для сцеживания через воронку 21 для приема груди с помощью молочной бутылочки, на которую была насажена толстая соска Y-образной формы. Было похоже, что звуковой паттерн, который был найден этим способом, соответствует теоретическому паттерну, изображенному на графике по фиг. 3.
[0052] Из эксперимента следует, что в действительности возможно идентифицировать паттерны в каждой звуковой форме волны с тремя основными отличительными и повторяемыми признаками.
[0053] Первая фаза звукового сигнала представляет собой период, во время которого насос включен, и характеризуется сигналом низкой амплитуды, являющимся результатом работы моторного блока насоса 31, который снижает давление внутри корпусной части 26 насоса. Во время этой фазы звукового сигнала происходит сцеживание молока и его прием из груди женщины (что было имитировано в эксперименте путем сцеживания воды из молочной бутылочки с соской Y-образной формы).
[0054] Вторая фаза звукового сигнала представляет собой событие выключения насоса 31 и выпуска капли молока из набора 2 для сцеживания. Когда мотор насоса деактивирован, давление в корпусной части 26 насоса в наборе 2 для сцеживания вновь начинает повышаться до атмосферного. Под действием этого ослабления вакуума клапанный узел 24 перемещается из исходного закрытого положения в открытое положение. Как следствие, под действием силы притяжения сцеженное молоко, которое скопилось над клапанным узлом 24, проходит через клапанный узел 24 и выпускное отверстие 22 для молока и падает в емкость 4, соединенную с набором 2 для сцеживания. Это событие обозначено скачком А в звуковом сигнале, вызванным возвратом всасывающей мембраны, расположенной в выпускном отверстии 25 для воздуха, в положение покоя.
[0055] Третья фаза звукового сигнала представляет собой завершение свободного падения капли молока из набора 2 для сцеживания. Это событие обозначено скачком В в звуковом сигнале, вызванным ударом капли молока в поверхность в емкости 4 (которая в эксперименте представлена поверхностью определенного объема воды в емкости 4).
[0056] Эксперименты с микрофоном 61 в других местах также давали применимые звуковые сигналы, которые характеризовались теми же фазами, которые были описаны выше. Другие места, в которых проводили испытания, включали положение на наборе 2 для сцеживания на уровне клапанного узла 24, в котором скачки А, вызванные возвратом мембраны всасывания, расположенной в выпускном отверстии 25 для воздуха, в положение покоя, когда насос 31 выключен, значительно меньше, чем скачки А, показанные на фиг. 4, и в котором сигнал низкой амплитуды, являющийся результатом работы моторного блока насоса 31, также является менее явным, а также положение в емкости 4.
[0057] Кормящая женщина может принимать несколько положений во время сеанса откачивания от расслабленного положения откинувшись назад до положения с наклоном вперед. Ссылаясь на фиг. 5, следует отметить, что это влияет на оценку объема молока на основе значения длительности времени свободного падения за счет влияния на время, которое требуется капле молока для достижения поверхности в емкости 4. Встраивание акселерометра, гироскопа или другого инерциального датчика 63 в набор 2 для сцеживания или емкость 4 обеспечивает возможность определения положения и ориентации набора 2 для сцеживания и соединенной с ним емкости 4. Сразу после определения к оценке длительности времени свободного падения может быть применен корректирующий коэффициент, чтобы могла быть сохранена максимально возможная точность оценки объема молока. Корректирующее значение вычисляют на основе угла емкости 4 относительно вертикали (вектора силы притяжения) следующим образом: f = 1/cos(θ), где θ определяют как θ = cos-1 [(|Az/g|)], где f - корректирующее значение, θ - угол наклона, а Az - ускорение в направлении z, т.е. продольном направлении корпусной части 26 насоса в наборе 2 для сцеживания. Если умножить значение определенной длительности времени свободного падения на корректирующее значение, достигается компенсация возможной наклонной ориентации емкости 4.
[0058] В правой части фиг. 5 изображена емкость 4 в наклонном положении. В левой части фиг. 5 емкость схематически изображена в виде прямоугольника. На фиг. 5 направления, обозначенные x, y и z, представлены сплошными стрелками, тогда как вертикальное направление представлено пунктирной стрелкой. Указанный угол θ представляет собой угол между вертикальным направлением и направлением z.
[0059] Далее будут указаны и представлены два предпочтительных возможных варианта, являющихся результатом повторяемого определения значения длительности времени свободного падения капель молока из набора 2 для сцеживания.
[0060] Во-первых, представляется возможным использование значения длительности времени свободного падения для автоматической регулировки настроек молокоотсоса 1. Благодаря автоматическому определению откачанного объема молока в емкости 4 может быть отмечено начало рефлекса выброса молока. Причина заключается в том, что в этот момент времени откачанный объем молока быстро и резко увеличивается. При начале рефлекса выброса молока настройки насоса 31 должны быть отрегулированы с быстрых плавных циклов до длительных глубоких циклов. Как правило, пользователь делает это вручную, однако в качестве побочного эффекта автоматического слежения за объемом сцеженного молока это может быть выполнено автоматически сразу после определения резкого увеличения объема.
[0061] Во-вторых, представляется возможным использование значения длительности времени свободного падения для определения скорости сцеживания молока. Наличие информации о скорости сцеживания может помочь кормящей женщине оптимизировать сеансы откачивания. Данная информация может быть объединена с дополнительной информацией из сеанса откачивания, такой как общее время сцеживания на конкретной груди и настройка прилагаемой силы всасывания молокоотсоса 1, и она может быть использована для предложения женщине наилучшего времени для перехода от одной груди к другой в случае, если во время сеанса откачивания сцеживание молока происходит только из одной груди. Далее, когда скорость сцеживания известна, представляется возможной выдача женщине оценки в отношении того, сколько времени, наиболее вероятно, займет опустошение груди, что может быть особенно важно для женщины, использующей молокоотсос 1 в рабочей обстановке.
[0062] Для обеспечения наилучшей возможной точности определения объема молока процессор 62 может быть выполнен с возможностью реализации по меньшей мере одного из описанных ниже способов.
[0063] Объем молока в некоторый момент времени сцеживания может быть вычислен путем усреднения значения длительности времени свободного падения за заданное временное окно соответствующей продолжительности, например, 10, 20 или 30 секунд. Это обеспечит возможность сужения ожидаемых и оценочных значений длительности времени свободного падения.
[0064] Представляется возможным игнорирование скачков в форме волны звукового сигнала, определенных после скачка А, связанного с ослаблением вакуума, которые дают значение длительности времени между скачками, выходящее за пределы ожидаемого диапазона значений (например, диапазона от 90 до 143 мс, указанного ранее). Это обеспечивает использование только реально возможных значений длительности времени при вычислениях объема молока.
[0065] Располагая приблизительной информацией о времени, которое потребовалось на сцеживание определенного объема молока, или скорости сцеживания, представляется возможным игнорировать скачки, связанные с каплями молока, у которых значение длительности времени свободного падения при конкретном времени сцеживания выходит за пределы заданного допуска (например, ± 10 или 20 мс).
[0066] В случае, если имеют место двойные скачки, т.е. два последовательных скачка с небольшим промежутком времени, оба из которых дают значения длительности времени в приемлемом временном окне при определенном объеме молока, представляется возможным вычисление среднего значения между двумя скачками и использование этого среднего значения в вычислении объема молока. Данный способ является особенно полезным, когда из набора 2 для сцеживания происходит выпуск двойной капли.
[0067] Для экономии энергии, что может быть особенно желательно в случае молокоотсоса 1, питаемого от батареи, предпочтительно, чтобы оценка объема сцеживаемого молока проводилась только во время последних стадий сеанса откачивания. На основе общего времени сцеживания молока предыдущих сеансов откачивания и действий кормящей женщины в любое заданное время суток или день недели может быть вычислено общее среднее время сцеживания. В свою очередь, это может обеспечить возможность включения звукового датчика 61 для измерения значений длительности времени свободного падения только в последние 30-60 секунд сцеживания молока для определения конечного общего сцеженного объема молока. Например, если кормящая женщина, как правило, выполняет сцеживание из каждой груди в течение 15 минут, система 6 для звуковой оценки сцеживания молока может быть включена не раньше начала 15-ой минуты.
[0068] В первые разы использования молокоотсоса 1 кормящей женщиной она может проверить определенное значение конечного объема молока путем визуальной оценки объема молока и выдачи на процессор 62 информации о фактическом объеме молока посредством интерфейса пользователя. Это обеспечивает основу для коррекции противоречий (систематических ошибок) между автоматически определенными и фактическими значениями объема сцеженного молока. Интерфейс пользователя может быть представлен в форме смартфона 7 с запущенным на нем приложением, как было указано ранее.
[0069] Благодаря подходящему интерфейсу пользователя кормящей женщине может быть предложена возможность указания конкретного желаемого количества грудного молока, которое она желает получить в ходе следующего сеанса откачивания. Путем автоматического слежения за объемом молока во время сеанса откачивания женщине может быть выдано предупреждение в виде подходящего сигнала и/или молокоотсос 1 может быть автоматически деактивирован в тот момент, когда желаемое количество было достигнуто.
[0070] На фиг. 6 изображен график отношения между уровнем звука, зарегистрированным на емкости 4 посредством смартфона 7, и временем, полученным в ходе еще одного эксперимента, проведенного в контексте настоящего изобретения. Эксперимент проводили для оценки технической реализуемости возможности, в соответствии с которой для определения объема сцеженного молока используется микрофон на смартфоне 7, прикрепленном к емкости 4, вместо модификации молокоотсоса путем добавления звукового датчика 61. Смартфон 7 может быть расположен на емкости 4 таким образом, чтобы он в некоторой степени проходил за пределами емкости 4, а микрофон смартфона в большей или меньшей степени находился на уровне клапанного узла 24 набора 2 для сцеживания, когда с ним соединена емкость 4. Кроме того, в данном эксперименте емкость 4 соединяли с набором 2 для сцеживания, а воду подавали в набор 2 для сцеживания через воронку 21 для приема груди с помощью молочной бутылочки, на которую была насажена толстая соска Y-образной формы. С помощью эксперимента было подтверждено, что звук удара жидкости в поверхность в емкости 4 может быть распознан из звукового сигнала, и обнаружены характерные особенности релевантных скачков в звуковом сигнале. По всей видимости, эксперимент дал обнадеживающие результаты, что можно видеть на фиг. 6. В звуковом сигнале, который был получен, скачки А были связаны с моментами, когда насос 31 был выключен, а вакуум ослаблен, а скачки В были связаны с моментами, когда окончания свободного падения капель молока, выпущенных из набора 2 для сцеживания в емкость 4, явно могут быть распознаны. Более того, по всей видимости, таким образом, представляется возможным определение звукового сигнала, на который не было оказано сильное воздействие со стороны звуков, сгенерированных насосом 31, так что различить капли молока легче.
[0071] Что касается удержания смартфона 7 или другого внешнего устройства или системы на емкости 4, может быть разработан и применен любой подходящий удерживающий механизм. В целом, такой подходящий удерживающий механизм может содержать держатель, который выполнен с возможностью плотного оборачивания вокруг емкости 4 и который также выполнен с возможностью крепкого удержания смартфона 7, причем предпочтительно, чтобы держатель был выполнен с возможностью использования вместе с емкостями 4 различных диаметров, например, на основе свойств гибкости.
[0072] Использование смартфона 7 или подобного устройства также предлагает вариант выполнения измерений, нацеленных на компенсацию наклонной ориентации емкости 4, в процессе определения общего объема молока в емкости 4. В этом отношении нет необходимости в обеспечении отдельного блока, такого как акселерометр или гироскоп, поскольку может быть использован внутренний инерциальный датчик смартфона 7.
[0073] Кроме того, любой вспомогательный держатель может быть предусмотрен для поддержки и расположения любых беспроводных наушников типа «капли»/вкладыши вблизи желаемого положения для определения звука на молокоотсосе 1. Микрофон в наушниках типа «капли»/вкладыши может быть использован для сбора информации, подходящей для оценки общего объема сцеженного молока, вместо смартфона. Предпочтительно, это может быть реализовано с использованием беспроводных наушников типа «капли»/вкладыши, которые, как правило, также содержат акселерометр.
[0074] Способ определения звукового сигнала для определения общего объема сцеженного молока и/или других характеристик сцеживания молока вполне может быть осуществлен в контексте двойного электрического молокоотсоса, т.е. молокоотсоса, который выполнен с возможностью извлечения молока из двух грудей одновременно и который содержит два набора 2 для сцеживания. В соответствии с первым вариантом звуковой датчик 61 может быть встроен в каждый из двух наборов 2 для сцеживания, и два полученных таким образом звуковых сигнала могут быть проанализированы для нахождения требуемой информации. В соответствии со вторым вариантом представляется возможным использованием только звукового датчика 61 на только одном из двух наборов 2 для сцеживания, при условии, что звуковой датчик 61 находится в положении, где возможно определение звука падения капель молока в каждую из емкостей 4, соединенных с соответствующими наборами 2 для сцеживания. Капли молока, падающие в одну емкость 4, можно отличить от капель молока, падающих в другую емкость 4, на основе амплитуды (или другого подходящего признака) определенных скачков в звуковом сигнале. На практике это может быть достигнуто путем анализа амплитуды скачков В, связанных с моментами завершения падения в звуковых сигналах. Дело в том, что может быть ожидаемо, что капли молока, падающие в емкость 4, которая находится ближе всего к звуковому датчику 61, будут генерировать звук большей амплитуды чем капли молока, падающие в емкость 4, которая находится дальше. В контексте двойного электрического молокоотсоса может быть предпочтительно использование двунаправленного или всенаправленного микрофона в качестве звукового датчика 61 вместо однонаправленного микрофона.
[0075] Специалисту в данной области техники будет ясно, что объем изобретения не ограничен описанными выше примерами, и что, однако, возможны некоторые его дополнения и модификации без выхода за рамки объема изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения. Предполагается, что настоящее изобретение выполняют так, чтобы включить все такие дополнения и модификации в такой мере, в какой они находятся в пределах объема формулы изобретения или ее эквивалентов. Несмотря на то, что настоящее изобретение было проиллюстрировано и описано подробно на фигурах и в описании, такую иллюстрацию и описание следует рассматривать лишь в качестве иллюстрации или примера, а не в качестве ограничения. Настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами реализации. Чертежи являются схематическими и не выполнены в масштабе, при этом подробности, которые не требуются для понимания изобретения, могли быть опущены.
[0076] Вариации описанных вариантов реализации могут быть поняты и реализованы специалистом в данной области техники при осуществлении настоящего изобретения на практике после ознакомления с фигурами, описанием и прилагаемой формулой изобретения. В пунктах формулы изобретения слово «содержащий» не исключает наличия других этапов или элементов, а грамматические показатели единственного числа не исключают множественного числа. Все ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения.
[0077] Элементы и аспекты, описанные для или в отношении конкретного варианта реализации, могут быть подходящим образом объединены с элементами и аспектами других вариантов реализации, если явным образом не указано иное. Таким образом, сам по себе тот факт, что некоторые меры перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована в качестве преимущества.
[0078] Термин «содержит», используемый в настоящем тексте, будет понят специалистом в данной области техники как охватывающий термин «состоит из». Таким образом, термин «содержит» в отношении варианта реализации может означать «состоит из», но в другом варианте реализации может означать «содержит/включает по меньшей мере определенные виды и, при необходимости, один или более других видов».
[0079] Основные аспекты настоящего изобретения могут быть вкратце охарактеризованы следующим образом. Молокоотсос 1 содержит набор 2 для сцеживания, содержащий воронку 21 для приема груди, выпускное отверстие 22 для молока и выпускное отверстие 25 для воздуха, а также он содержит вакуумный блок 3, выполненный с возможностью реализации цикла давления в наборе 2 для сцеживания. Для определения одной или более характеристик сцеживания молока, таких как общий объем сцеженного молока, молокоотсос 1 снабжен системой 6 для звуковой оценки сцеживания молока, содержащей звуковой датчик 61 и процессор 62, выполненный с возможностью обработки звукового сигнала, принятого от звукового датчика 61 во время работы молокоотсоса 1, когда вместе с молокоотсосом 1 используется емкость 4 для приема молока из выпускного отверстия 22 для молока в наборе 2 для сцеживания. Благодаря регистрации звука во время сеанса откачивания представляется возможным определение значения длительности времени свободного падения капель сцеженного молока из набора 2 для сцеживания в емкость 4, которое может быть взято в качестве меры ряда интересующих характеристик сцеживания молока.
1. Молокоотсос (1), содержащий:
- набор (2) для сцеживания, содержащий воронку (21) для приема груди, выпускное отверстие (22) для молока и выпускное отверстие (25) для воздуха,
вакуумный блок (3), выполненный с возможностью реализации цикла давления в наборе (2) для сцеживания, содержащий впускное отверстие (33) для воздуха для соединения с выпускным отверстием (25) для воздуха в наборе (2) для сцеживания и насосный механизм (31) для отсасывания воздуха из набора (2) для сцеживания через выпускное отверстие (25) для воздуха в наборе (2) для сцеживания и впускное отверстие (33) для воздуха в вакуумном блоке (3), и
- систему (6) для звуковой оценки сцеживания молока, содержащую звуковой датчик (61) и процессор (62), выполненный с возможностью обработки звукового сигнала, принятого от звукового датчика (61) во время работы молокоотсоса (1), когда вместе с молокоотсосом (1) используется емкость (4) для приема молока из выпускного отверстия (22) для молока в наборе (2) для сцеживания,
отличающийся тем, что процессор (62) выполнен с возможностью обработки звукового сигнала, принятого от звукового датчика (61) во время работы молокоотсоса (1), согласно программе, обеспечивающей определение значения длительности времени между моментом выпуска и первым моментом после момента выпуска, в котором появляется скачок звукового сигнала, момент выпуска представляет собой момент, в котором происходит ослабление вакуума во время цикла давления и в котором происходит соответствующий выпуск молока из положения в наборе (2) для сцеживания и через выпускное отверстие (22) для молока.
2. Молокоотсос (1) по п. 1, в котором программа включает определение момента выпуска из по меньшей мере одного из скачка звукового сигнала и фактического управляющего сигнала насосного механизма (31).
3. Молокоотсос (1) по п. 1, в котором процессор (62) выполнен с возможностью вычисления объема молока на основе значения длительности времени и значений, связанных с геометрическими характеристиками емкости (4), при этом вычисление объема молока представляет собой вычисление фактического объема молока в емкости (4).
4. Молокоотсос (1) по п. 3, в котором процессор (62) выполнен с возможностью включения в вычисление объема молока определения расстояния, вдоль которого свободно падает определенное количество молока, выпущенное из положения в наборе (2) для сцеживания через выпускное отверстие (22) для молока, в соответствии со следующим уравнением: s = 0,5 * g * t2, в котором s - расстояние, g - ускорение свободного падения, a t - длительность времени.
5. Молокоотсос (1) по п. 4, в котором процессор (62) выполнен с возможностью включения в вычисление объема молока определения высоты молока в емкости (4) в соответствии со следующим уравнением: hm = hc + hv - s, в котором hm - высота молока в емкости (4), hc - общая высота емкости (4), a hv - высота положения над емкостью (4), из которого происходит выпуск молока.
6. Молокоотсос (1) по п. 4, в котором система (6) для звуковой оценки сцеживания молока содержит инерциальный датчик (63), расположенный в наборе (2) для сцеживания, причем процессор (62) выполнен с возможностью обработки инерциального сигнала, принятого от инерциального датчика (63), в соответствии с программой, в которой предусмотрено определение значения ускорения в направлении z, при этом направление z представляет собой продольное направление корпусной части (26) набора (2) для сцеживания, где расположено выпускное отверстие (22) для молока, и с возможностью включения в вычисление объема молока определения корректирующего значения расстояния, вдоль которого происходит свободное падение определенного количества молока, выпущенного из положения в наборе (2) для сцеживания через выпускное отверстие (22) для молока, на основе фактического значения угла (Θ) наклона набора (2) для сцеживания относительно вертикали.
7. Молокоотсос (1) по п. 6, в котором процессор (62) выполнен с возможностью определения корректирующего значения в соответствии со следующими уравнениями: f = 1/cos(θ), в котором f - корректирующее значение, а θ - угол наклона, и θ = cos-1 [(|Az/g|)], в котором Az - ускорение в направлении z.
8. Молокоотсос (1) по п. 3, в котором процессор (62) выполнен с возможностью оценки того, находится ли значение длительности времени в пределах заданного диапазона значений, и с возможностью выполнения вычисления объема молока только в отношении значения, находящегося в пределах заданного диапазона.
9. Молокоотсос (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором набор (2) для сцеживания содержит клапанный узел (24) и в котором положение в наборе (2) для сцеживания, из которого происходит выпуск молока, представляет собой положение клапанного узла (24) в наборе (2) для сцеживания.
10. Молокоотсос (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором процессор (62) представляет собой часть центрального процессора (ЦП) (32) молокоотсоса (1), который, кроме того, выполнен с возможностью управления работой молокоотсоса (1).
11. Молокоотсос (1) по п. 10, в котором ЦП (32) выполнен с возможностью активации системы (6) для звуковой оценки сцеживания молока только по прошествии заданного времени с начала работы молокоотсоса (1).
12. Молокоотсос (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором процессор (62) выполнен с возможностью связи с внешним устройством (7) или системой, которое/ая выполнено/на с возможностью выдачи информации пользователю.
