紫外線殺菌照射在衛生保健環境中的應用的製作方法

2023-05-04 15:57:51 4

專利名稱：紫外線殺菌照射在衛生保健環境中的應用的製作方法
紫外線殺菌照射在衛生保健環境中的應用 相關申請的交叉引用
本申請要求由本發明人於2006年1月14日提交的美國臨時專利申請 序列號60/758,638的利益。美國序列號60/758,638的內容在此通過引用明 確地併入此處。
下列參考通過弓I用特此明確地併入此處
■美國專利號5,086,692 ■美國專利號6,656,424 ■美國專利號6,911,177
■由本發明人於本日連同本申請一起提交的申請題目為
參IN-CEILING FOCUS LOCATED SURGICAL LIGHTING
(天花板內聚焦定位的手術照明設備)
HOSPITAL OPERATING ROOM RE-DESIGN (醫院手術室 重新設計)
參AMB正NT LIGHTING IN HOSPITAL SURGICAL
ENVIRONMENTS (醫院手術環境中的周圍環境照明設備)
參IN-WALL WASTE RECEPTACLES FOR HOSPITAL AND LABORATORY ENVIRONMENTS (用於醫院和實驗室環 境的牆壁內的垃圾容器)
MULTIFUNCTIONAL FLOOR PODS (多功能地板箱)
RE-DESIGN OF OPERATING ROOM TABLES (手術室工 作臺的重新設計)
攀ROBOTIC FLOOR CLEANING WITH STERILE, DISPOSABLE CARTRIDGES (帶有無菌的、 一次性筒的機
器人地板清潔設備)
背景技術：
一發明領域
本發明涉及通過利用紫外線照射和臭氧消滅病毒、細菌和真菌來產生 清潔的衛生保健環境例如手術室或其他流動性治療設施的裝置和方法。
背景技術：
每年，醫院獲得性感染(hospital-acquired infection)造成了成千上萬的不 幸。這些醫院感染特別難以治療，因為菌株日益產生抗藥性。例如，據估 計，50%的葡萄糖球菌屬(staphylococcal)菌株(其可導致術後切口感染) 對當前使用的所有抗生素具有抗性。控制這種感染媒介的一種途徑包括使 用約200-280 nm"C"波段範圍內的紫外線照射。這項技術被稱為紫外線殺 菌照射(UVGI)。它不是一項新技術，其早在1909年就己經用來給法國馬 賽市的市政供水進行消毒。再近些年，它已被用於控制空氣處理機的汙染 和尤其對於醫院裡肺結核患者的隔離間內的汙染。其他殺菌技術包括利用 臭氧，但是因為暴露在臭氧下對人類是有害的，所以利用臭氧的能力受到 限制。此外，許多淨化手段都不能提供真正的無菌環境。例如，雖然存在 水淨化器對進入醫院水池的水進行淨化，但是仍然沒有有效的方法來對水 池存水彎(sink-trap)進行消毒。水池存水彎是抗藥性的、危險的生物制 劑的主要來源。醫院正著手進行大量的感染控制項目(infection-control pmgram)。手術室應是這樣的嘗試中的活躍部分；因此，提供無菌的醫院 房間環境的方法和/或設備應該是有益的。
UVGI可用於手術室環境中以有助於對來自多種來源的汙染進行消 毒，所述汙染來源包括引進的被感染的設備、外科手術患者、外科手術團 隊、以及外界空氣。
當使汙染物接觸UV C波段射線(UVC-band radiation)時，細胞膜和細 胞核都會被穿透。於是，UVC波段的光破壞微生物DNA中的分子鍵，從 而殺死微生物或抑制它的繁殖。孢子和某些細菌趨向於比病毒具有稍微更 高些的抗性，但是一段時間之後，它們全都死於一定劑量的照射。此外， 暴露於UV C波段射線的有機化合物處於一種能量激發狀態。與活性分子
比如臭氧結合，受激發的有機化合物或有機體更有可能發生反應，從而通 常通過氧化途徑導致化合物或有機體的破壞。臭氧已經被證明是一種有效 的消毒劑，但它也是一種強烈的刺激物且對人類健康有害。因此，可有效 地將臭氧和UV殺菌相結合同時使對人類的暴露降到最小的發明將提供一 種用於無菌環境的設備。
在手術室環境中，汙染的一個來源是被引入以供水池使用的水。雖然 有許多UV水淨化系統，但是卻沒有已知的紫外線殺菌照射(UVGI)系統來 維持存水彎的無菌狀態。雖然一些實驗室環境將利用漂白劑或其他消毒殺 菌劑來殺死水池存水彎中的汙染物，但是這些方法要求持續不斷的重新消 毒且不足以用於甚至連水池存水彎中零星的感染都可能是危險的醫院環 境中。這些病原體能在醫院的水池存水彎內不受限制地繁殖，並通過從U 型水池存水彎向後和向上前進到水池的排水口區域而逃逸到周圍環境空 氣中，之後逃逸到醫院的周圍環境空氣中。然後，這些病原體可由醫院職
工、患者、可移動的設備以及循環空氣管道系統(circulating air conduit system)攜帶。由於有抗性的、致命的有機體藏匿在醫院的水池存水彎中， 因此一種維持水池存水彎的持續無菌狀態的設備和方法應該是有益的。
被暴露在UVGI後的細菌存活率取決於照射度以及曝光時間，其通式 如下式
0/o存活率二100xe, (1)
式(l)中
e—納皮爾常數，近似等於2.7183，這樣定義以使e的自然對數為1 I一紫外線照射度，以微瓦/平方釐米為量級
，2
t一紫外線照射時間，以秒為量級
k一微生物敏感因子(microbe susceptibility factor),以平方釐米/微瓦
秒為量級formula see original document page 6
對殺死特定微生物所必需的輻照時間求微分即為因子"k"。現有技術利 用UV照射來提供致死劑量的輻射，且要求醫院人員離開正在進行殺菌的 環境。由於低的k因子的原因，單一有機體可能需要長時間劑量的輻射， 因此這種裝置的適度使用可能包括使房間變成空閒，進而在很長一段時間 內是不可用的。
當前的裝置，例如Welch的美國專利號5,086,692中的空氣處理系統 或Deal的美國專利號6,911,177中的UV房間消毒器提供了更清潔或者更 無菌的醫院房間區域，但是即使用反射UV射線也不能到達所有空間。例 如，不在直射的UV發射或反射的UV發射視線範圍內的細木家具表面就 無法進行消毒。在醫院手術室環境要求儘可能無菌的情況下，可提供在醫 院房間中所有暴露表面上至少99.99%無菌狀態的裝置應該是有益的。當所 有(消毒之前)已知病原體中的99.99%被消滅時，房間就達到99.99%的 無菌。病原體可以是典型地在醫院房間環境中發現的任意一種真菌、病毒 或者細菌。
本發明的目的是提供一種用於水池存水彎的消毒裝置，該裝置利用 UV射線來消滅存在於所述水池存水彎內的病原體。
本發明的另一目的是提供一種將醫院手術室消毒到至少99.99%的無 菌狀態的方法。
本發明的又一目的是提供一種用於對醫院手術室進行消毒並提高維 持其無菌狀態的功效的綜合方法。
發明概述
本發明的手術室或其他衛生保健環境使用UVGI來控制醫院房間環境 中的汙染。衛生處理由天花板上安裝的UV/臭氧消毒器和水池存水彎消毒 器提供。這些裝置，其任選地與其他傳統裝置例如空氣管道消毒殺菌劑或 地板消毒殺菌劑相結合使用，提供了用於改良的房間衛生方法的設備。除 了任何空氣處理裝置以外，水池存水彎消毒殺菌劑也能連續使用。當與氣 密的手術室相結合使用時，這些裝置還能在手術室人員離開時提供整個房 間的衛生狀況改善。 所述天花板上的裝置利用UV管來提供射線源，並利用臭氧發生器來 提供臭氧。在每個裝置上設置多於一個管，且這些管被分隔成向上區域和 向下區域。向上區域輻照其直射內的天花板和牆壁表面以及由反射光所到 達的表面。向下區域設計成輻照其視線範圍內的所有其他表面和UV射線 反射所能到達的那些表面。在使用時，所有人員從房間撤離。在UV光發
射過程中生成臭氧。uv光和臭氧獨立工作和協同工作以消滅病原體。特
別地，因為其氣體特性，臭氧能夠到達非反射表面。
其他區域比如水池存水彎井(sink strap well)通過照射存水彎井的獨 立裝置進行消毒。 一個實施方案把UV源放置到水池存水彎內，而另一實 施方案提供了UV透明水池存水彎部分以及放置在所述水池存水彎透明部 分附近的外置UV光源。上述裝置可與其他已知的消毒方式相結合使用， 比如與空氣管道消毒殺菌劑或水源消毒殺菌劑相結合使用以提供改進的 房間消毒方法。
附圖簡述
結合附圖，能夠更好地理解本發明。應注意，本發明不限於附圖中所
顯示的確定的實施方案，在附圖中*圖l是天花板上安裝的UV/臭氧消毒器的一種可能實施方案的透視圖。
*圖2是包含有水池存水彎消毒器的改良的水池存水彎的透視圖。
相關數字簡述
100天花板固定件；102UV管；104臭氧發生器；106房間消毒器；200 水池盆；202水池排水口 (sink drain); 204管道；206水池存水彎管道； 208電源線；210UV燈泡；212墊圈；214燈泡隔室
發明詳述


圖1是天花板上安裝的uv/臭氧消毒器的一種可能實施方案的透視 圖。當該裝置通過固定件ioo安裝在手術室內，優選地安裝在天花板上，
以及撤離了人員的氣密性房間內時，其被接通電源打開。通過從UV燈炮
102提供UV射線的發射與來自臭氧發生器104的臭氧相結合，房間消毒 器106對房間進行消毒。該方法優於僅用UV消毒的技術，因為臭氧的產 生對不在直射的或反射的UV射線視線內的表面進行消毒。此外，該方法 與氣密性房間相結合使用，從而允許產生高濃度的臭氧。在經過足夠長的 一段時間之後，可以關閉所述發生器，例如通過房間外的電源開關來關閉。 臭氧自然地分解為無害的成分；因此，在適當的等待時間之後，房間消毒 到至少99.99%的無菌狀態，且人員可以再次進入。
圖2顯示了用紫外線照射來淨化醫院水池存水彎管部分的典型實施方案。
在圖2中，從水池盆200中的水池排水口 202引出的排水口水池存水 彎管部分204由多個平滑的透明石英玻璃窗口 216截斷。這些窗口可以是 平滑的、厚的熔凝石英窗口，其用矽樹脂密封墊圈212進行密封並結合到 存水彎管部分206。在窗口 216附近設置有UVGI源210，比如在包封了 UV燈210的不透明外殼214內由"Topbulb公司"製造的PL畫L18W/TUV、 18W2GII基極燈(baselamp)。外殼214具有在外殼214內的UV反射內 表面。優選地，外殼214是帶有鑄造的外部散熱片(fms)(未顯示)的鋁 以便散熱。應注意，儘管圖2顯示了水池排水口存水彎的U形管部分，但 是應進一步注意，整個水池排水口也可由透明石英材料形成，而與該含有 其部分的優選實施方案不同。
在前面的描述中，特定的術語和直觀描述用來舉例說明優選的實施方 案。然而，所用術語或所描述的圖示不應解釋為超出了已有技術中所顯示 的不必要的限制，原因在於所述術語和圖示僅是示範性的，且並不是要限 制本發明的範圍。應該進一步認識到，在不背離如在後附的權利要求中所 提到的本發明的範圍的情況下，可對本發明做其他修改。
權利要求
1.一種對房間消毒直到消毒99.99％或更高的方法，其包括提供一種房間消毒器，所述房間消毒器包括基本上在UV C波段範圍內的至少一個紫外線射線源，和至少一個臭氧源；提供基本上氣密的房間；從所述房間撤離人員；發射所述紫外線射線和所述臭氧直到房間消毒99.99％或更高。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述房間消毒器具有探測器， 所述探測器適合於感知所述房間內人員的存在，且進一步適合於當所述人 員在所述房間內時防止所述房間消毒器起作用。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中所述房間消毒器具有警報 器，所述警報器適合於當人員在所述房間裡且所述房間消毒器打開或存在 危險水平的周圍環境臭氧時發出聲音。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中設置有水池存水彎，所述水池 存水彎適合於通過UVC波段範圍內的射線進行消毒，且之後，其中所述 水池存水彎通過UV C波段範圍內的射線進行連續消毒。
5. —種對水池存水彎進行消毒的方法，其包括 提供水池存水彎，所述水池存水彎包含適合用UV透明材料的水池存水彎管道； 提供基本上在UV C波段範圍內的UV射線源； 將來自所述源的UV射線發射到所述水池存水彎中。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中UV射線連續發射。
7. —種水池存水彎消毒器，其包括 基本上在UV C波段範圍內的紫外線射線源；水池存水彎管，其適合於允許UV C波段射線穿過所述管材料； 電源，其適合於為所述紫外線射線源提供電力； 外殼，其包封所述紫外線射線源。
8. 根據權利要求7所述的水池存水彎消毒器，其中所述外殼適合於 散熱。
9. 根據權利要求8所述的水池存水彎消毒器，其中所述外殼適合於 通過由金屬組成來散熱。
10. 根據權利要求9所述的水池存水彎消毒器，其中所述金屬是鋁。
11. 根據權利要求7或8任一項所述的水池存水彎消毒器，其中所述 外殼具有內反射表面。
12. 根據權利要求7所述的水池存水彎消毒器，其中所述水池存水彎 管材料由石英製成。
13. —種對房間消毒直到消毒99.99%或更高的方法，其包括 提供一種房間消毒器，所述房間消毒器包括基本上在UV C波段範圍內的至少一個紫外線射線源，以及至少一個臭氧源； 提供基本上氣密的房間；提供水池存水彎，所述水池存水彎包含適合用UV透明材料的水池存 水彎管道；提供基本上在UV C波段範圍內的UV射線源；將來自所述源的UV射線連續不斷地發射到所述水池存水彎中；從所述房間撤離人員；發射所述紫外線射線和所述臭氧直到房間消毒99.99%或更高。
全文摘要
本發明描述了一種將醫院房間消毒到至少99.99％的無菌性的方法，所述方法利用UV/臭氧殺菌。本發明描述了一種利用UV照射對水池存水彎消毒的方法。還描述了一種利用UV/臭氧殺菌以及通過UV照射的水池存水彎殺菌為環境殺菌的方法。
文檔編號A61L2/10GK101360516SQ200680050984
公開日2009年2月4日 申請日期2006年7月20日 優先權日2006年1月14日
發明者約翰·R·曼傑爾迪 申請人:奧普蒂姆斯服務有限公司