Устройство для стерилизации медицинского инструмента

 

Использование: изобретение относится к медицине и может быть использовано для стерилизации медицинского инструмента. Сущность изобретения: устройство стерилизации медицинского инструмента содержит теплоизолированную рабочую камеру, заключенную в кожух, горизонтальные и боковые излучатели, ванну, выполненную из материала с поглощающим покрытием, датчик температуры, усилитель, первый и второй коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор с блоком управления, источник питания и устройство охлаждения камеры. 1 ил.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для стерилизации медицинского инструмента.

Известно устройство плазменной стерилизации с помощью пероксида водорода (патент США N 4643876, кл. A 61 L 2/14 12/12, 1984), содержащее камеру для стерилизации, устройство генерирования плазмы и системы для создания вакуума и нагнетания газа в камеру.

Причинами, препятствующими использованию данного устройства для стерилизации медицинского инструмента, являются небезопасность эксплуатации установки из-за использования агрессивной среды, разрушение поверхности медицинского инструмента активными частицами плазмы, низкая производительность, большой вес и габариты установки.

Известно также устройство стерилизации материала [1], содержащее емкость, в которую помещают стерилизуемый материал, источник питания, систему управления и контроля режимов стерилизации.

Причинами, препятствующими использованию данного устройства для стерилизации медицинского инструмента, являются большая инерционность системы управления в связи с длительным временем прогрева термодатчиков и большая длительность обработки материала.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для стерилизации медицинского инструмента [2]. Оно содержит рабочую камеру, источник питания, переключатель, задатчик режима работы, датчик температуры, усилитель, электронагреватель. При этом рабочая камера содержит ванну для стерилизуемого инструмента, дно которой выполнено из кварцевого стекла, стенки рабочей камеры снабжены приспособлением для водяного охлаждения, в качестве электронагревателя используются излучатели, расположенные горизонтально в два ряда, а датчик температуры пирометрический приемник излучения.

Недостатком данного устройства является недостаточная производительность из-за небольшой емкости камеры и ограниченные функциональные возможности из-за невозможности управления скоростью подъема температуры до заданной величины, а также снижение температуры стерилизуемого инструмента со стороны кварца из-за поглощения светового потока, что ведет к увеличению длительности стерилизации.

Эти недостатки можно устранить за счет увеличения объема камеры благодаря модульной его конструкции, использования микропроцессорной системы управления, позволяющей управлять скоростью нагрева инструмента до заданной величины и использования сетчатых кассет из материала с поглощающим покрытием.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей, снижение энергозатрат и повышение производительности стерилизатора.

Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее рабочую камеру, ванну для стерилизуемого инструмента, источник питания, измерительный канал, состоящий из датчика температуры и усилителя, горизонтальные ряды излучателей, устройство охлаждения, введены микропроцессор, блок управления микропроцессором, первый и второй коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, (n-1) измерительные каналы, выходы которых соединены с входами первого коммутатора, выход которого соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом микропроцессора, второй вход которого соединен с выходом блока управления микропроцессором, первый выход микропроцессора соединен с входом источника питания, выход которого соединен с первым входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с вторым выходом микропроцессора, а выходы второго коммутатора соединены с устройством охлаждения камеры и излучателями, причем рабочая камера состоит из (n-1) модулей, каждый из которых дополнительно содержит боковые излучатели, при этом по крайней мере один из горизонтальных рядов излучателей каждого модуля является одновременно излучателем для смежного модуля, ванна в виде сетчатой кассеты выполнена из материала с поглощающим покрытием, а сама рабочая камера теплоизолирована, заключена в кожух, причем теплоотвод в устройстве охлаждения осуществляется нагнетаемым воздухом.

Наличие всех блоков в предложенном устройстве обусловлено необходимостью управления скоростью подъема температуры до заданной величины и ее выдержки в модуле в течение 5-10 с.

Введение боковых излучателей в модуль камеры обусловлено необходимостью повышения однородности нагрева стерилизуемого инструмента из-за краевого эффекта горизонтальных рядов излучателей.

Модульность конструкции камеры и введение горизонтальных рядов излучателей, общих для смежных модулей, обусловлено необходимостью снижения энергозатрат, расширения функциональных возможностей и повышения производительности стерилизатора.

Поглощающее покрытие материала сетчатой кассеты необходимо для снижения перепада температуры инструмента на участках, затемненных сеткой.

Теплоизоляция камеры необходима для снижения тепловых потерь, повышения однородности нагрева медицинского инструмента и снижения температуры кожуха до допустимых эксплуатацией значений.

Кожух необходим для обдува камеры в процессе охлаждения воздухом, с помощью которого осуществляется ускорение процесса охлаждения камеры до допустимых значений.

Сравнение признаков заявляемого объекта с признаками прототипа позволяет выделить следующие новые существенные признаки: а) наличие новых узлов: микропроцессор, блок управления микропроцессором, первый и второй коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, (n-1) измерительные каналы, боковые излучатели, устройство охлаждения камеры нагнетаемым воздухом, дополнительный кожух камеры; б) наличие новой формы: модульная конструкция стерилизационной камеры, камера теплоизолирована и снабжена дополнительным кожухом; в) взаимное расположение деталей и узлов: по крайней мере один из горизонтальных рядов излучателей каждого модуля является одновременно излучателем для смежного модуля; г) наличие новых связей между деталями и узлами: выходы (n-1) измерительных каналов соединены с входами первого коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом микропроцессора, а второй вход которого соединен с выходом блока управления микропроцессора, первый выход микропроцессора соединен с входом источника питания, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, управляющий вход которого соединен с вторым выходом микропроцессора, а выходы второго коммутатора соединены с устройством охлаждения камеры нагнетаемым воздухом; д) наличие признака материала:
сетчатая кассета выполнена из материала с поглощающим покрытием.

Поскольку заявленное решение имеет существенные признаки по сравнению с прототипом, то оно отвечает критерию "новизна".

Поскольку отмеченные существенные отличительные признаки не обнаружены в известных технических решениях, то заявленное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Положительный эффект от применения описанного устройства заключается в расширении функциональных возможностей, снижении энергозатрат и повышении производительности.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит рабочую камеру 1 с теплоизоляцией, горизонтальные излучатели 2, боковые излучатели 3, ванну для стерилизуемого инструмента 4, стерилизуемый инструмент 5, датчик температуры 6, усилитель 7, первый коммутатор 8, аналого-цифровой преобразователь 9, микропроцессор 10, блок управления микропроцессором 11, источник питания 12, второй коммутатор 13, устройство охлаждения камеры 14, кожух 15.

Устройство работает по программе, задаваемой с блока управления, которая предусматривает включение излучателей, нагрев инструмента до заданной температуры, выдержку, выключение излучателей, включение устройства охлаждения и его выключение в определенное время при достижении заданной температуры охлаждения инструмента.

Устройство работает следующим образом.

Импульс начала облучения в соответствии с программой стерилизации поступает от блока управления микропроцессора 11 на микропроцессор 10, который подключает горизонтальные 2 и боковые инфракрасные излучатели 3 с помощью второго коммутатора 13 к источнику питания 12. При этом в соответствии с программой подключается к источнику питания вся камера 1 или ее отдельные модули. Температурный датчик 6 вырабатывает аналоговый сигнал, пропорциональный температуре стерилизуемого инструмента 5, помещенного на сетчатую кассету 4. Сигнал от датчиков усиливается в усилителе 7 и поступает на входы первого коммутатора 8, который поочередно подключает усилители каждого модуля к аналого-цифровому преобразователю 9, откуда после преобразования поступает на микропроцессор 10, в котором происходит сравнение текущего и заданного значений. В соответствии с разностью этих значений микропроцессор вырабатывает управляющий сигнал, под действием которого второй коммутатор 13 изменяет величину подаваемого на излучатели напряжения от источника питания 12. По окончании цикла стерилизации микропроцессор через второй коммутатор 13 осуществляет включение устройства охлаждения 14, которое продувает воздух между стенками камеры и кожухом 15, и после охлаждения камеры с инструментом до заданной температуры отключает его.

В предлагаемом устройстве камера выполнена из нержавеющей стали с полированной внутренней поверхностью до 14 класса чистоты. Что позволяет получить коэффициент отражения светового потока от стенок камеры порядка 0,65-0,85. Она может быть также покрыта тонким слоем золота, никеля, хрома толщиной 0,8-1,2 мкм. В качестве нагревателей могут быть использованы инфракрасные излучатели на основе галогенных ламп типа КГ или КГГ мощностью 1,0-2,0 кВт. Кассеты для инструмента могут быть выполнены из нержавеющей стали и покрыты материалом с высоким коэффициентом поглощения, например танталом, титаном или молибденом с последующим окислением. Это позволяет устранить эффект затемнения и устранить разброс температуры в стерилизуемом медицинском инструменте. Камера теплоизолирована, например, медицинской теплоизоляционной ватой или керамикой и имеет зазор между камерой и кожухом 1,0-1,5 см для прохождения нагнетаемого воздуха. Предлагаемая конструкция позволяет значительно увеличить объем стерилизационной камеры до 100 л.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет в 18 раз большую производительность за счет увеличения объема камеры и микропроцессорной системы управления. Например, разрабатываемый в настоящее время инфракрасный стерилизатор ИС-20 имеет камеру, в 15 раз большую по сравнению с прототипом.

Расширение функциональных возможностей обусловлено гибкостью системы управления, которая позволяет в модулях осуществлять стерилизацию различных медицинских инструментов (керамики, шприцев, игл, резины и пр.), требующих различной температуры.

Снижение энергозатрат достигается за счет использования горизонтальных рядов излучателей, которые осуществляют облучение инструмента одновременно в смежных модулях.

Устройство стерилизации медицинского инструмента может быть применено во всех медицинских учреждениях. Особенно перспективно его использование при эпидемиях и чрезвычайных ситуациях, когда необходимо большое количество стерильного медицинского инструмента.

Формула изобретения

Устройство для стерилизации медицинского инструмента, содержащее рабочую камеру, ванну для стерилизуемого инструмента, источник питания, измерительный канал, состоящий из датчика температуры и усилителя, горизонтальные ряды излучателей, устройство охлаждения, отличающееся тем, что введены микропроцессор, блок управления микропроцессором, первый и второй коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, измерительные каналы, выходы которых соединены с входами первого коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом микропроцессора, второй вход которого соединен с выходом блока управления микропроцессором, первый выход микропроцессора соединен с входом источника питания, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, управляющий вход которого соединен с вторым выходом микропроцессора, а выходы второго коммутатора соединены с устройством охлаждения камеры и излучателями, причем рабочая камера состоит из модулей, каждый из которых дополнительно содержит боковые излучатели, при этом по крайней мере один из горизонтальных рядов излучателей каждого модуля является одновременно излучателем для смежного модуля, ванна в виде сетчатой кассеты выполнена из материала с поглощающим покрытием, а сама рабочая камера теплоизолирована, заключена в кожух, причем теплоотвод в устройстве охлаждения осуществляется нагнетаемым воздухом.

РИСУНКИ

Рисунок 1