一種新型內窺鏡自動(dòng)消毒系統的研制

摘要：為解決現有內窺鏡消毒技術(shù)中存在的不足，設計一種新的內窺鏡消毒的有效方法。選用高電位氧化還原 水作為消毒劑，設計特殊的超聲清洗槽。采用單片機對高電位氧化還原水的制水時(shí)間和系統的消毒時(shí)間進(jìn)行控 制，實(shí)現對內窺鏡的清洗消毒。實(shí)驗表明，所研制的新型內窺鏡消毒系統將超聲技術(shù)和高電位氧化還原水有效結 合，在提高內窺鏡使用效率的基礎上，使得對內窺鏡的消毒更為徹底，而且可以同時(shí)對2條 3條內窺鏡進(jìn)行消毒。 因此該內窺鏡消毒系統可成為內窺鏡消毒的有效手段之一。酸堿計| 糖度計| 鹽度計| 酸堿度計| 電導計| 水分測定儀| 濁度計| 色度計| 粘度計| 折射計| 滴定儀| 密度計| 熱流計| 濃度計| 折射儀| 采樣儀| 

引言 內窺鏡消毒是否徹底，關(guān)系到醫務(wù)人員和患者 的身體健康，所以醫院使用全自動(dòng)內窺鏡清洗消毒 機是應該提倡的，但該機器必須使內窺鏡達到消毒 效果。 目前內窺鏡的消毒存在許多問(wèn)題，如單位時(shí)間 內內窺鏡檢查患者較多，清洗消毒時(shí)間不足⋯ ；專(zhuān)用 的自動(dòng)清洗消毒裝置，價(jià)格昂貴，效率低，而且需解 決致病菌污染儲液和管道系統的問(wèn)題，否則有再污 染的可能 ；有觀(guān)點(diǎn)認為不管采用何種儀器，消毒劑 還是應以戊二醛為主。但也有文獻對于使用戊二醛進(jìn)行消毒提出質(zhì)疑，英國已經(jīng)開(kāi)始回收此消毒劑以 及使用此消毒劑的儀器 ；內鏡管腔系統、屈位及連 接交界處均難清洗；內窺鏡消毒機自身的消毒問(wèn)題 也有待解決。 有資料表明新型的消毒劑— — 高電位氧化還原 水(electrolyzed oxidizing water，EOW)可以用于內窺 鏡消毒 J。實(shí)驗研究表明，超聲波對于高電位氧化 還原水的殺菌消毒能力具有顯著(zhù)增強作用 ，為此 提出一種新的內窺鏡消毒方法，以高電位氧化還原 水作為消毒劑，結合超聲波的特點(diǎn)，達到超聲波協(xié)同 高電位氧化還原水對內窺鏡消毒的目的，并且在此 基礎上研制出了一種新型的自動(dòng)內窺鏡消毒系統。1

 系統的總體設計 內窺鏡自動(dòng)消毒系統主要由高電位氧化還原水 生成槽(即酸化水生成槽)和超聲波清洗消毒槽兩部 分組成。 CPU以MCS．51系列單片機為核心，分別控制超 聲波清洗消毒槽的超聲工作、高電位氧化還原水生 成器的制水，同時(shí)利用浮子開(kāi)關(guān)監測超聲清洗消毒 槽和高電位氧化還原水生成器的高低水位。其硬件 結構框圖如圖1。 圖1 系統硬件連接框圖 Fig．1 System hardware connection frame
1．1 高電位氧化還原水生成器的主要構成 高電位氧化還原水又叫酸化水，是1994年底13 本研制的一種新型消毒用水，它通過(guò)特殊的白金鈦 合金電極，在有隔膜的電解槽內將含有0．05％氯化 鈉的自來(lái)水電解成具有氧化還原電位大于1100mV、 pH值不大于2．7的特殊消毒用水。它具有快速、強 大的殺菌作用，有資料表明 ，它可以在15s內將大 腸桿菌、綠膿桿菌、金葡菌及耐青霉素的金葡菌等全 部殺死；在30s內將乙肝表面抗原、艾滋病毒和單純 皰疹病毒殺死或滅活；在25s內殺死絲狀表皮癬菌、 白色念球菌．同時(shí)對黑色芽孢枯草桿菌作用10min， 可將其完全殺死。酸化水用于內窺鏡的清洗消毒簡(jiǎn) 便、實(shí)用、安全可靠。 采用89C2051做為控制芯片，采用APA3311、 ULN2004A以及TLP521．4芯片產(chǎn)生12A一20A的大 電流通過(guò)特殊的白金鈦合金電極，在具有離子隔膜 的電解槽內將含有0．05％ 氯化鈉的自來(lái)水電解成 消毒用的酸化水。
1．2 超聲波清洗消毒槽的設計 為了避免采用單一頻率超聲波清洗消毒時(shí)出現 駐波從而影響清洗消毒效果，采用40kHz和80kHz 復合頻率超聲波，總功率600瓦進(jìn)行清洗消毒，按照 相互參差布陣方式將換能器安裝在槽的底部，使得 清洗槽內聲場(chǎng)分布均勻，清洗消毒效果更好。 由于諧振頻率可以影響超聲空化作用強度 ， 所以設計清洗槽的尺寸時(shí)采用了立方體(50cm× 50cm×50cm)的清洗槽，使得x、Y方向產(chǎn)生的諧振 頻率相同，增加空化強度，使得清洗效果更好。此 外，清洗液的流動(dòng)速度對超聲清洗效果也有很大的 影響。因此設計在清洗過(guò)程中，液體靜止不流動(dòng)，這 樣氣泡的生長(cháng)和閉合運動(dòng)能充分完成。如果清洗液 的流速過(guò)快，則有些空化核在沒(méi)有達到生長(cháng)閉合運 動(dòng)整個(gè)過(guò)程時(shí)就離開(kāi)聲場(chǎng)，會(huì )使總的空化強度降低。

2 系統的軟件設計 本系統中單片機主要完成生成酸化水所需要時(shí) 間的控制、超聲波清洗消毒時(shí)間控制、超聲波清洗消 毒槽水位高低檢測、酸化水生成槽水位高低的檢測、 電磁閥的控制、控制泵1(將生成的酸化水從酸化水 生成槽運送到超聲波清洗消毒槽)的開(kāi)啟和關(guān)閉以 及泵2(排放每次消毒完畢后超聲波清洗消毒槽內 的廢水)的關(guān)閉和開(kāi)啟。程序流程圖如圖2。 初始化 開(kāi)啟制備酸化水電源l 是 設定消毒時(shí)間 圖2 程序流程圖 Fig．2 Chart of program flow 3 系統與傳統方法的清洗消毒效果 比較 對照采用傳統的三槽法。先將用過(guò)的內窺鏡置1號槽(清水槽)內用流水洗刷全鏡與活檢孔1min， 以去除粘液與消化液等污物；再將洗過(guò)的胃鏡置盛 有金星消毒劑2號槽內(消毒槽)浸泡3min(活檢孑L 內亦吸人消毒液)；最后將消毒后胃鏡置3號槽內 (蒸餾水槽)以流水沖洗1min去除消毒劑。 三槽法選用金星消毒劑(北京金星消毒劑廠(chǎng)生 產(chǎn))，為次氯酸鈉、氫氧化鈉、氮化硼與抗氧化劑等的 絡(luò )合反應產(chǎn)物，有緩蝕、增效與穩定的特點(diǎn)。原液含 有效氯O．6％ 。 分別采用自行開(kāi)發(fā)的消毒系統和三槽法(江蘇 省泰州市宏達科教器械廠(chǎng))對內窺鏡進(jìn)行消毒，消毒 時(shí)間分別為lmin、2min、3min，每種試驗至少重復10 次。結果見(jiàn)表1(其中細菌以大腸桿菌為例)。
3．1 實(shí)驗結果 表1 兩種消毒方法對胃鏡表面細菌的殺滅率(j± ) Tab．1 Inactivation rate of Escherichia coH on gastroscope surface at d蠲f rent durations under two treatments 表2 兩種消毒方法對胃鏡表面HBsAg抗原的破壞率 (j±s) Tab．2 Inactivation rate of HBsAg on gastroscope surface at different durations under two treatments 表3 兩種消毒方法對胃鏡內腔細菌的殺滅率( ±s) Tab．3 Escherichia coU inactivation rate of intra-gastroscope at mfferent durations under two treatments
3．2 結果分析 通過(guò)表1和表2的比較，發(fā)現通過(guò)三槽法對胃 鏡進(jìn)行消毒平均殺滅細菌率和平均HBsAg抗原的 破壞率分別為94．42％和88．28％ ，但是用自行開(kāi)發(fā) 的新消毒系統對胃鏡進(jìn)行消毒其平均細菌殺滅率和 平均HBsAg抗原的破壞率均為100％ 。 表4 兩種消毒方法對胃鏡內腔HBsAg抗原的破壞率 ( ±s) Tab．4 HBsAg inactivation rate of intra-gastroscope at di仃erent durations under two treatments 對內窺鏡的管腔進(jìn)行消毒一直以來(lái)都是一個(gè)難 題，但是通過(guò)本研究設計的超聲清洗槽與新型消毒 劑一酸化水的有效結合很好的解決了內窺鏡管腔消 毒難這一問(wèn)題。通過(guò)對表3和表4的比較，發(fā)現三 槽法對胃鏡內腔的消毒平均殺滅細菌率和平均 HBsAg抗原的破壞率分別為85．24％ 和78．12％ ，而 用自行開(kāi)發(fā)的新系統對胃鏡內腔的消毒平均殺滅細 菌率和平均HBsAg抗原的破壞率均為100％。

4 結論 本研究設計的超聲清洗和酸化水結合的自動(dòng)內 窺鏡清洗消毒系統具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)超聲技術(shù)和酸化水有效結合進(jìn)行清洗消毒， 廣州市駿凱電子科技有限公司超聲波可以有效的將附著(zhù)在內窺鏡外表面和管腔內 的分泌物等徹底清洗，從而使得消毒劑—— 酸化水 和被消毒的部位充分接觸，達到徹底清洗消毒的 效果；
2)可以同時(shí)清洗消毒2條一3條內窺鏡，這是 目前傳統消毒方法所無(wú)法實(shí)現的；
3)通過(guò)自行設計的清洗槽，使得超聲場(chǎng)強分布 均勻，大大減少了對內窺鏡的損害；
4)短時(shí)間內即可殺滅細菌和病毒等病原微生 物，提高了系統的工作效率；
5)可降低醫院科室的運營(yíng)成本，生成酸化水只 需要水和氯化鈉，使用成本比其他的化學(xué)消毒劑低。 在有些區域水質(zhì)不好的情況下雖然需要增加額外的 過(guò)濾設備，但是成本仍然很低；
6)無(wú)毒、無(wú)刺激性、無(wú)殘留的特性使得酸化水 長(cháng)期使用不會(huì )對工作人員的健康產(chǎn)生影響；
7)減少繁瑣的人工操作步驟，一切都是在微電 腦控制下進(jìn)行。 內窺鏡消毒技術(shù)一直都是研究熱點(diǎn)。本研究設計的自動(dòng)內窺鏡消毒系統是基于將消毒劑及超聲波 技術(shù)有效結合來(lái)實(shí)現對內窺鏡的清洗消毒。實(shí)驗表 明超聲清洗和酸化水的協(xié)同消毒作用使得內窺鏡的 消毒更為徹底，符合國家規定的消毒要求，消毒時(shí)間 也大大縮短，使全部消毒工作在3min之內完成；同 時(shí)，還可一次清洗消毒2條～3條內窺鏡，大大提高 清洗消毒的工作效率，具有良好的應用前景。