CN101360516A - 紫外线杀菌照射在卫生保健环境中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种将医院房间消毒到至少99.99％的无菌性的方法，所述方法利用UV/臭氧杀菌。本发明描述了一种利用UV照射对水池存水弯消毒的方法。还描述了一种利用UV/臭氧杀菌以及通过UV照射的水池存水弯杀菌为环境杀菌的方法。

Description

紫外线杀菌照射在卫生保健环境中的应用

相关申请的交叉引用

本申请要求由本发明人于2006年1月14日提交的美国临时专利申请序列号60/758,638的利益。美国序列号60/758,638的内容在此通过引用明确地并入此处。

下列参考通过引用特此明确地并入此处：

■美国专利号5,086,692

■美国专利号6,656,424

■美国专利号6,911,177

■由本发明人于本日连同本申请一起提交的申请题目为：

●IN-CEILING FOCUS LOCATED SURGICAL LIGHTING(天花板内聚焦定位的手术照明设备)

●HOSPITAL OPERATING ROOM RE-DESIGN(医院手术室重新设计)

●AMBIENT LIGHTING IN HOSPITAL SURGICALENVIRONMENTS(医院手术环境中的周围环境照明设备)

●IN-WALL WASTE RECEPTACLES FOR HOSPITAL ANDLABORATORY ENVIRONMENTS(用于医院和实验室环境的墙壁内的垃圾容器)

●MULTIFUNCTIONAL FLOOR PODS(多功能地板箱)

●RE-DESIGN OF OPERATING ROOM TABLES(手术室工作台的重新设计)

●ROBOTIC FLOOR CLEANING WITH STERILE，DISPOSABLE CARTRIDGES(带有无菌的、一次性筒的机器人地板清洁设备)

发明背景—发明领域

本发明涉及通过利用紫外线照射和臭氧消灭病毒、细菌和真菌来产生清洁的卫生保健环境例如手术室或其他流动性治疗设施的装置和方法。

发明背景

每年，医院获得性感染(hospital-acquired infection)造成了成千上万的不幸。这些医院感染特别难以治疗，因为菌株日益产生抗药性。例如，据估计，50％的葡萄糖球菌属(staphylococcal)菌株(其可导致术后切口感染)对当前使用的所有抗生素具有抗性。控制这种感染媒介的一种途径包括使用约200-280nm“C”波段范围内的紫外线照射。这项技术被称为紫外线杀菌照射(UVGI)。它不是一项新技术，其早在1909年就已经用来给法国马赛市的市政供水进行消毒。再近些年，它已被用于控制空气处理机的污染和尤其对于医院里肺结核患者的隔离间内的污染。其他杀菌技术包括利用臭氧，但是因为暴露在臭氧下对人类是有害的，所以利用臭氧的能力受到限制。此外，许多净化手段都不能提供真正的无菌环境。例如，虽然存在水净化器对进入医院水池的水进行净化，但是仍然没有有效的方法来对水池存水弯(sink-trap)进行消毒。水池存水弯是抗药性的、危险的生物制剂的主要来源。医院正着手进行大量的感染控制项目(infection-controlprogram)。手术室应是这样的尝试中的活跃部分；因此，提供无菌的医院房间环境的方法和/或设备应该是有益的。

UVGI可用于手术室环境中以有助于对来自多种来源的污染进行消毒，所述污染来源包括引进的被感染的设备、外科手术患者、外科手术团队、以及外界空气。

当使污染物接触UV C波段射线(UVC-band radiation)时，细胞膜和细胞核都会被穿透。于是，UVC波段的光破坏微生物DNA中的分子键，从而杀死微生物或抑制它的繁殖。孢子和某些细菌趋向于比病毒具有稍微更高些的抗性，但是一段时间之后，它们全都死于一定剂量的照射。此外，暴露于UV C波段射线的有机化合物处于一种能量激发状态。与活性分子比如臭氧结合，受激发的有机化合物或有机体更有可能发生反应，从而通常通过氧化途径导致化合物或有机体的破坏。臭氧已经被证明是一种有效的消毒剂，但它也是一种强烈的刺激物且对人类健康有害。因此，可有效地将臭氧和UV杀菌相结合同时使对人类的暴露降到最小的发明将提供一种用于无菌环境的设备。

在手术室环境中，污染的一个来源是被引入以供水池使用的水。虽然有许多UV水净化系统，但是却没有已知的紫外线杀菌照射(UVGI)系统来维持存水弯的无菌状态。虽然一些实验室环境将利用漂白剂或其他消毒杀菌剂来杀死水池存水弯中的污染物，但是这些方法要求持续不断的重新消毒且不足以用于甚至连水池存水弯中零星的感染都可能是危险的医院环境中。这些病原体能在医院的水池存水弯内不受限制地繁殖，并通过从U型水池存水弯向后和向上前进到水池的排水口区域而逃逸到周围环境空气中，之后逃逸到医院的周围环境空气中。然后，这些病原体可由医院职工、患者、可移动的设备以及循环空气管道系统(circulating air conduitsystem)携带。由于有抗性的、致命的有机体藏匿在医院的水池存水弯中，因此一种维持水池存水弯的持续无菌状态的设备和方法应该是有益的。

被暴露在UVGI后的细菌存活率取决于照射度以及曝光时间，其通式如下式：

            ％存活率＝100×e^-kIt               (1)

式(1)中：

e-纳皮尔常数，近似等于2.7183，这样定义以使e的自然对数为1

I-紫外线照射度，以微瓦/平方厘米为量级：

$\frac{\mathrm{\μW}}{{\mathrm{cm}}^2}$

t-紫外线照射时间，以秒为量级

k-微生物敏感因子(microbe susceptibility factor)，以平方厘米/微瓦秒为量级：

对杀死特定微生物所必需的辐照时间求微分即为因子“k”。现有技术利用UV照射来提供致死剂量的辐射，且要求医院人员离开正在进行杀菌的环境。由于低的k因子的原因，单一有机体可能需要长时间剂量的辐射，因此这种装置的适度使用可能包括使房间变成空闲，进而在很长一段时间内是不可用的。

当前的装置，例如Welch的美国专利号5,086,692中的空气处理系统或Deal的美国专利号6,911,177中的UV房间消毒器提供了更清洁或者更无菌的医院房间区域，但是即使用反射UV射线也不能到达所有空间。例如，不在直射的UV发射或反射的UV发射视线范围内的细木家具表面就无法进行消毒。在医院手术室环境要求尽可能无菌的情况下，可提供在医院房间中所有暴露表面上至少99.99％无菌状态的装置应该是有益的。当所有(消毒之前)已知病原体中的99.99％被消灭时，房间就达到99.99％的无菌。病原体可以是典型地在医院房间环境中发现的任意一种真菌、病毒或者细菌。

本发明的目的是提供一种用于水池存水弯的消毒装置，该装置利用UV射线来消灭存在于所述水池存水弯内的病原体。

本发明的另一目的是提供一种将医院手术室消毒到至少99.99％的无菌状态的方法。

本发明的又一目的是提供一种用于对医院手术室进行消毒并提高维持其无菌状态的功效的综合方法。

发明概述

本发明的手术室或其他卫生保健环境使用UVGI来控制医院房间环境中的污染。卫生处理由天花板上安装的UV/臭氧消毒器和水池存水弯消毒器提供。这些装置，其任选地与其他传统装置例如空气管道消毒杀菌剂或地板消毒杀菌剂相结合使用，提供了用于改良的房间卫生方法的设备。除了任何空气处理装置以外，水池存水弯消毒杀菌剂也能连续使用。当与气密的手术室相结合使用时，这些装置还能在手术室人员离开时提供整个房间的卫生状况改善。

所述天花板上的装置利用UV管来提供射线源，并利用臭氧发生器来提供臭氧。在每个装置上设置多于一个管，且这些管被分隔成向上区域和向下区域。向上区域辐照其直射内的天花板和墙壁表面以及由反射光所到达的表面。向下区域设计成辐照其视线范围内的所有其他表面和UV射线反射所能到达的那些表面。在使用时，所有人员从房间撤离。在UV光发射过程中生成臭氧。UV光和臭氧独立工作和协同工作以消灭病原体。特别地，因为其气体特性，臭氧能够到达非反射表面。

其他区域比如水池存水弯井(sink strap well)通过照射存水弯井的独立装置进行消毒。一个实施方案把UV源放置到水池存水弯内，而另一实施方案提供了UV透明水池存水弯部分以及放置在所述水池存水弯透明部分附近的外置UV光源。上述装置可与其他已知的消毒方式相结合使用，比如与空气管道消毒杀菌剂或水源消毒杀菌剂相结合使用以提供改进的房间消毒方法。

附图简述

结合附图，能够更好地理解本发明。应注意，本发明不限于附图中所显示的确定的实施方案，在附图中：

●图1是天花板上安装的UV/臭氧消毒器的一种可能实施方案的透视图。

●图2是包含有水池存水弯消毒器的改良的水池存水弯的透视图。

相关数字简述

100天花板固定件；102 UV管；104臭氧发生器；106房间消毒器；200水池盆；202水池排水口(sink drain)；204管道；206水池存水弯管道；208电源线；210 UV灯泡；212垫圈；214灯泡隔室

发明详述

图1是天花板上安装的UV/臭氧消毒器的一种可能实施方案的透视图。当该装置通过固定件100安装在手术室内，优选地安装在天花板上，以及撤离了人员的气密性房间内时，其被接通电源打开。通过从UV灯炮102提供UV射线的发射与来自臭氧发生器104的臭氧相结合，房间消毒器106对房间进行消毒。该方法优于仅用UV消毒的技术，因为臭氧的产生对不在直射的或反射的UV射线视线内的表面进行消毒。此外，该方法与气密性房间相结合使用，从而允许产生高浓度的臭氧。在经过足够长的一段时间之后，可以关闭所述发生器，例如通过房间外的电源开关来关闭。臭氧自然地分解为无害的成分；因此，在适当的等待时间之后，房间消毒到至少99.99％的无菌状态，且人员可以再次进入。

图2显示了用紫外线照射来净化医院水池存水弯管部分的典型实施方案。

在图2中，从水池盆200中的水池排水口202引出的排水口水池存水弯管部分204由多个平滑的透明石英玻璃窗口216截断。这些窗口可以是平滑的、厚的熔凝石英窗口，其用硅树脂密封垫圈212进行密封并结合到存水弯管部分206。在窗口216附近设置有UVGI源210，比如在包封了UV灯210的不透明外壳214内由“Topbulb公司”制造的PL-L18W/TUV、18W 2 GII基极灯(base lamp)。外壳214具有在外壳214内的UV反射内表面。优选地，外壳214是带有铸造的外部散热片(fins)(未显示)的铝以便散热。应注意，尽管图2显示了水池排水口存水弯的U形管部分，但是应进一步注意，整个水池排水口也可由透明石英材料形成，而与该含有其部分的优选实施方案不同。

在前面的描述中，特定的术语和直观描述用来举例说明优选的实施方案。然而，所用术语或所描述的图示不应解释为超出了已有技术中所显示的不必要的限制，原因在于所述术语和图示仅是示范性的，且并不是要限制本发明的范围。应该进一步认识到，在不背离如在后附的权利要求中所提到的本发明的范围的情况下，可对本发明做其他修改。

Claims (13)

1.一种对房间消毒直到消毒99.99％或更高的方法，其包括：

提供一种房间消毒器，所述房间消毒器包括

基本上在UV C波段范围内的至少一个紫外线射线源，和

至少一个臭氧源；

提供基本上气密的房间；

从所述房间撤离人员；

发射所述紫外线射线和所述臭氧直到房间消毒99.99％或更高。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述房间消毒器具有探测器，所述探测器适合于感知所述房间内人员的存在，且进一步适合于当所述人员在所述房间内时防止所述房间消毒器起作用。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述房间消毒器具有警报器，所述警报器适合于当人员在所述房间里且所述房间消毒器打开或存在危险水平的周围环境臭氧时发出声音。

4.根据权利要求1所述的方法，其中设置有水池存水弯，所述水池存水弯适合于通过UV C波段范围内的射线进行消毒，且之后，其中所述水池存水弯通过UV C波段范围内的射线进行连续消毒。

5.一种对水池存水弯进行消毒的方法，其包括：

提供水池存水弯，所述水池存水弯包含

适合用UV透明材料的水池存水弯管道；

提供基本上在UV C波段范围内的UV射线源；

将来自所述源的UV射线发射到所述水池存水弯中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中UV射线连续发射。

7.一种水池存水弯消毒器，其包括：

基本上在UV C波段范围内的紫外线射线源；

水池存水弯管，其适合于允许UV C波段射线穿过所述管材料；

电源，其适合于为所述紫外线射线源提供电力；

外壳，其包封所述紫外线射线源。

8.根据权利要求7所述的水池存水弯消毒器，其中所述外壳适合于散热。

9.根据权利要求8所述的水池存水弯消毒器，其中所述外壳适合于通过由金属组成来散热。

10.根据权利要求9所述的水池存水弯消毒器，其中所述金属是铝。

11.根据权利要求7或8任一项所述的水池存水弯消毒器，其中所述外壳具有内反射表面。

12.根据权利要求7所述的水池存水弯消毒器，其中所述水池存水弯管材料由石英制成。

13.一种对房间消毒直到消毒99.99％或更高的方法，其包括：

提供一种房间消毒器，所述房间消毒器包括基本上在UV C波段范围内的至少一个紫外线射线源，以及至少一个臭氧源；

提供基本上气密的房间；

提供水池存水弯，所述水池存水弯包含适合用UV透明材料的水池存水弯管道；

提供基本上在UV C波段范围内的UV射线源；

将来自所述源的UV射线连续不断地发射到所述水池存水弯中；

从所述房间撤离人员；

发射所述紫外线射线和所述臭氧直到房间消毒99.99％或更高。

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