一种新型内窥镜自动消毒系统的研制

一种新型内窥镜自动消毒系统的研制

摘要：为解决现有内窥镜消毒技术中存在的不足，设计一种新的内窥镜消毒的有效方法。选用高电位氧化还原 水作为消毒剂，设计特殊的超声清洗槽。采用单片机对高电位氧化还原水的制水时间和系统的消毒时间进行控 制，实现对内窥镜的清洗消毒。实验表明，所研制的新型内窥镜消毒系统将超声技术和高电位氧化还原水有效结 合，在提高内窥镜使用效率的基础上，使得对内窥镜的消毒更为彻底，而且可以同时对2条 3条内窥镜进行消毒。 因此该内窥镜消毒系统可成为内窥镜消毒的有效手段之一。酸碱计| 糖度计| 盐度计| 酸碱度计| 电导计| 水分测定仪| 浊度计| 色度计| 粘度计| 折射计| 滴定仪| 密度计| 热流计| 浓度计| 折射仪| 采样仪| 

引言 内窥镜消毒是否彻底，关系到医务人员和患者 的身体健康，所以医院使用全自动内窥镜清洗消毒 机是应该提倡的，但该机器必须使内窥镜达到消毒 效果。 目前内窥镜的消毒存在许多问题，如单位时间 内内窥镜检查患者较多，清洗消毒时间不足⋯ ；专用 的自动清洗消毒装置，价格昂贵，效率低，而且需解 决致病菌污染储液和管道系统的问题，否则有再污 染的可能 ；有观点认为不管采用何种仪器，消毒剂 还是应以戊二醛为主。但也有文献对于使用戊二醛进行消毒提出质疑，英国已经开始回收此消毒剂以 及使用此消毒剂的仪器 ；内镜管腔系统、屈位及连 接交界处均难清洗；内窥镜消毒机自身的消毒问题 也有待解决。 有资料表明新型的消毒剂— — 高电位氧化还原 水(electrolyzed oxidizing water，EOW)可以用于内窥 镜消毒 J。实验研究表明，超声波对于高电位氧化 还原水的杀菌消毒能力具有显著增强作用 ，为此 提出一种新的内窥镜消毒方法，以高电位氧化还原 水作为消毒剂，结合超声波的特点，达到超声波协同 高电位氧化还原水对内窥镜消毒的目的，并且在此 基础上研制出了一种新型的自动内窥镜消毒系统。1

 系统的总体设计 内窥镜自动消毒系统主要由高电位氧化还原水 生成槽(即酸化水生成槽)和超声波清洗消毒槽两部 分组成。 CPU以MCS．51系列单片机为核心，分别控制超 声波清洗消毒槽的超声工作、高电位氧化还原水生 成器的制水，同时利用浮子开关监测超声清洗消毒 槽和高电位氧化还原水生成器的高低水位。其硬件 结构框图如图1。 图1 系统硬件连接框图 Fig．1 System hardware connection frame
1．1 高电位氧化还原水生成器的主要构成 高电位氧化还原水又叫酸化水，是1994年底13 本研制的一种新型消毒用水，它通过特殊的白金钛 合金电极，在有隔膜的电解槽内将含有0．05％氯化 钠的自来水电解成具有氧化还原电位大于1100mV、 pH值不大于2．7的特殊消毒用水。它具有快速、强 大的杀菌作用，有资料表明 ，它可以在15s内将大 肠杆菌、绿脓杆菌、金葡菌及耐青霉素的金葡菌等全 部杀死；在30s内将乙肝表面抗原、艾滋病毒和单纯 疱疹病毒杀死或灭活；在25s内杀死丝状表皮癣菌、 白色念球菌．同时对黑色芽孢枯草杆菌作用10min， 可将其完全杀死。酸化水用于内窥镜的清洗消毒简 便、实用、安全可靠。 采用89C2051做为控制芯片，采用APA3311、 ULN2004A以及TLP521．4芯片产生12A一20A的大 电流通过特殊的白金钛合金电极，在具有离子隔膜 的电解槽内将含有0．05％ 氯化钠的自来水电解成 消毒用的酸化水。
1．2 超声波清洗消毒槽的设计 为了避免采用单一频率超声波清洗消毒时出现 驻波从而影响清洗消毒效果，采用40kHz和80kHz 复合频率超声波，总功率600瓦进行清洗消毒，按照 相互参差布阵方式将换能器安装在槽的底部，使得 清洗槽内声场分布均匀，清洗消毒效果更好。 由于谐振频率可以影响超声空化作用强度 ， 所以设计清洗槽的尺寸时采用了立方体(50cm× 50cm×50cm)的清洗槽，使得x、Y方向产生的谐振 频率相同，增加空化强度，使得清洗效果更好。此 外，清洗液的流动速度对超声清洗效果也有很大的 影响。因此设计在清洗过程中，液体静止不流动，这 样气泡的生长和闭合运动能充分完成。如果清洗液 的流速过快，则有些空化核在没有达到生长闭合运 动整个过程时就离开声场，会使总的空化强度降低。

2 系统的软件设计 本系统中单片机主要完成生成酸化水所需要时 间的控制、超声波清洗消毒时间控制、超声波清洗消 毒槽水位高低检测、酸化水生成槽水位高低的检测、 电磁阀的控制、控制泵1(将生成的酸化水从酸化水 生成槽运送到超声波清洗消毒槽)的开启和关闭以 及泵2(排放每次消毒完毕后超声波清洗消毒槽内 的废水)的关闭和开启。程序流程图如图2。 初始化 开启制备酸化水电源l 是 设定消毒时间 图2 程序流程图 Fig．2 Chart of program flow 3 系统与传统方法的清洗消毒效果 比较 对照采用传统的三槽法。先将用过的内窥镜置1号槽(清水槽)内用流水洗刷全镜与活检孔1min， 以去除粘液与消化液等污物；再将洗过的胃镜置盛 有金星消毒剂2号槽内(消毒槽)浸泡3min(活检孑L 内亦吸人消毒液)；最后将消毒后胃镜置3号槽内 (蒸馏水槽)以流水冲洗1min去除消毒剂。 三槽法选用金星消毒剂(北京金星消毒剂厂生 产)，为次氯酸钠、氢氧化钠、氮化硼与抗氧化剂等的 络合反应产物，有缓蚀、增效与稳定的特点。原液含 有效氯O．6％ 。 分别采用自行开发的消毒系统和三槽法(江苏 省泰州市宏达科教器械厂)对内窥镜进行消毒，消毒 时间分别为lmin、2min、3min，每种试验至少重复10 次。结果见表1(其中细菌以大肠杆菌为例)。
3．1 实验结果 表1 两种消毒方法对胃镜表面细菌的杀灭率(j± ) Tab．1 Inactivation rate of Escherichia coH on gastroscope surface at d蠲f rent durations under two treatments 表2 两种消毒方法对胃镜表面HBsAg抗原的破坏率 (j±s) Tab．2 Inactivation rate of HBsAg on gastroscope surface at different durations under two treatments 表3 两种消毒方法对胃镜内腔细菌的杀灭率( ±s) Tab．3 Escherichia coU inactivation rate of intra-gastroscope at mfferent durations under two treatments
3．2 结果分析 通过表1和表2的比较，发现通过三槽法对胃 镜进行消毒平均杀灭细菌率和平均HBsAg抗原的 破坏率分别为94．42％和88．28％ ，但是用自行开发 的新消毒系统对胃镜进行消毒其平均细菌杀灭率和 平均HBsAg抗原的破坏率均为100％ 。 表4 两种消毒方法对胃镜内腔HBsAg抗原的破坏率 ( ±s) Tab．4 HBsAg inactivation rate of intra-gastroscope at di仃erent durations under two treatments 对内窥镜的管腔进行消毒一直以来都是一个难 题，但是通过本研究设计的超声清洗槽与新型消毒 剂一酸化水的有效结合很好的解决了内窥镜管腔消 毒难这一问题。通过对表3和表4的比较，发现三 槽法对胃镜内腔的消毒平均杀灭细菌率和平均 HBsAg抗原的破坏率分别为85．24％ 和78．12％ ，而 用自行开发的新系统对胃镜内腔的消毒平均杀灭细 菌率和平均HBsAg抗原的破坏率均为100％。

4 结论 本研究设计的超声清洗和酸化水结合的自动内 窥镜清洗消毒系统具有以下优点：
1)超声技术和酸化水有效结合进行清洗消毒， 广州市骏凯电子科技有限公司超声波可以有效的将附着在内窥镜外表面和管腔内 的分泌物等彻底清洗，从而使得消毒剂—— 酸化水 和被消毒的部位充分接触，达到彻底清洗消毒的 效果；
2)可以同时清洗消毒2条一3条内窥镜，这是 目前传统消毒方法所无法实现的；
3)通过自行设计的清洗槽，使得超声场强分布 均匀，大大减少了对内窥镜的损害；
4)短时间内即可杀灭细菌和病毒等病原微生 物，提高了系统的工作效率；
5)可降低医院科室的运营成本，生成酸化水只 需要水和氯化钠，使用成本比其他的化学消毒剂低。 在有些区域水质不好的情况下虽然需要增加额外的 过滤设备，但是成本仍然很低；
6)无毒、无刺激性、无残留的特性使得酸化水 长期使用不会对工作人员的健康产生影响；
7)减少繁琐的人工操作步骤，一切都是在微电 脑控制下进行。 内窥镜消毒技术一直都是研究热点。本研究设计的自动内窥镜消毒系统是基于将消毒剂及超声波 技术有效结合来实现对内窥镜的清洗消毒。实验表 明超声清洗和酸化水的协同消毒作用使得内窥镜的 消毒更为彻底，符合国家规定的消毒要求，消毒时间 也大大缩短，使全部消毒工作在3min之内完成；同 时，还可一次清洗消毒2条～3条内窥镜，大大提高 清洗消毒的工作效率，具有良好的应用前景。