CN116367868A - 用于对外科窥视装置的通道进行灭菌的设备 - Google Patents

Abstract

各种实施方案提供了一种用于对外科窥视装置的通道进行灭菌的灭菌设备。所述设备包括：气体供应器，所述气体供应器具有用于将可电离气体递送到所述外科窥视装置的所述通道的导管；和灭菌器械，所述灭菌器械与所述气体供应器和所述导管分开，所述灭菌器械被构造来插入穿过外科窥视装置的所述通道。所述灭菌器械包括细长探针。所述细长探针包括：传输线，所述传输线用于输送射频(RF)电磁(EM)能量和/或微波EM能量；和探针尖端，所述探针尖端连接在所述传输线的远侧端部处，以用于接收所述RF EM能量和/或微波EM能量，所述探针尖端包括电极组件，所述电极组件被构造来从所接收的RF EM能量和/或微波频率EM能量产生电场，以生成从所述气体供应器递送到所述通道的所述可电离气体的等离子体。

Description

用于对外科窥视装置的通道进行灭菌的设备

技术领域

本发明涉及诸如内窥镜的外科窥视装置的灭菌，并且具体地，尽管不是唯一地，涉及一种能够用于对此类外科窥视装置的器械通道进行灭菌或消毒的设备。

背景技术

细菌是单细胞生物，它们几乎随处可见，大量存在，并且能够迅速地分裂和繁殖。大多数细菌是无害的，但存在三种有害菌群；即：球菌、螺旋菌和杆菌。球菌为圆形细胞，螺旋菌为螺旋状细胞，并且杆菌为杆状。有害细菌引起疾病诸如破伤风和伤寒。

病毒可仅通过占领其他细胞来生存和繁殖，即它们无法独自存活。病毒引起疾病诸如感冒、流感、腮腺炎和艾滋病。真菌孢子和称为原生动物的微小生物可引起疾病。

已知此类微生物持续存在于外科镜身(诸如内窥镜、胃窥镜等)的器械通道或其他通道中，并且期望去除这些生物。灭菌是破坏或消除所有形式的生命尤其是微生物的动作或过程。

对镜身的器械通道进行灭菌的已知方法涉及清洁流体的使用，所述清洁流体通过通道进行冲洗以排出碎屑。也可使用刷子来擦洗内部。然后在自动清洗或消毒单元中对镜身进行消毒，这可涉及将镜身浸入可能有害的化学物质(诸如戊二醛)中。最后，将镜身用水，然后用酒精彻底冲洗以去除消毒剂痕迹。

此类已知的方法是劳动密集的，并且还易于导致器械通道的灭菌不完全或不充分。本发明已经根据上述考虑进行设计。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于对窥视装置的通道诸如器械通道进行灭菌的灭菌设备。所述灭菌设备包括：气体供应器，所述气体供应器具有用于将可电离气体递送到所述外科窥视装置的所述通道的导管；灭菌器械，所述灭菌器械与所述气体供应器和所述导管分开，所述灭菌器械被构造来插入穿过外科窥视装置的所述通道。所述灭菌器械包括细长探针，所述细长探针包括：传输线，所述传输线用于输送射频(RF)电磁(EM)能量和/或微波EM能量；以及探针尖端，所述探针尖端连接在同轴电缆的远侧端部处，以用于接收所述RF EM能量和/或微波EM能量，所述探针尖端包括电极组件，所述电极组件被构造来从所接收的RF EM能量和/或微波频率EM能量产生电场，以生成从所述气体供应器递送到所述通道的所述可电离气体的等离子体。实施本文所公开的设备感兴趣的气体是：空气、氦气、氩气、氮气、压缩空气和二氧化碳。所述系统不必限于这些气体。可使用气体混合物，例如可使用各种浓度的氩气、空气和氦气，例如1％空气和99％氦气，或5％空气和95％氦气。优选地，气体是惰性气体，诸如氩气等，但可选择适合于产生热或非热等离子体的任何气体。优选地，可基于探针尖端可施加的电压来选择气体以便生成等离子体。例如，空气可具有比氩气高的击穿电压(氩气具有约为空气的20％的击穿电压)并且因此在一些布置中气体供应器可能优选供应氩气。具体地，可使用空气产生等离子体，但由于实现电压击穿所需的高电压，其他气体可被认为是优选的(例如具有较低的击穿电压)。

以此方式，本发明的灭菌设备被布置成用可电离气体充满窥视装置的通道(即用气体基本上填充通道，以替换通常存在于通道中的空气)，并且通过产生电场，灭菌器械的探针尖端能够激发并维持气体的等离子体，以对窥视装置的通道进行灭菌和清洁。探针尖端因此在本文中可称为等离子体施放器。当灭菌器械产生热或非热等离子体时，灭菌器械可沿着窥视装置的通道向近侧和远侧移动，从而对通道进行清洁和灭菌。热或非热等离子体可用于实现一系列细菌的生物负载的降低，包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、艰难梭菌(c.diff.；孢子和营养状态)和大肠杆菌(e.coli)，并且因此可允许对器械通道进行更有效和彻底的灭菌。器械还可被构造来产生非热等离子体与非电离微波辐射的组合。

通过经单独的导管向窥视装置的通道供应气体，不需要在灭菌器械本身中形成导管或内腔。灭菌器械因此可具有比已知布置窄的直径。例如，灭菌器械可具有1mm或更小的直径，诸如0.6mm，所述直径可适合于对具有窄直径(例如约1mm)的通道进行灭菌和清洁。相比之下，已知的装置不适合于对此类窄通道进行灭菌，因为灭菌装置本身需要输送气体通过其中以在远侧端部处产生等离子体。由于用于递送气体的导管的大小，已知器械因此具有相对大的直径下限，例如它们的直径可大于2mm。因此，本发明允许使用热或非热等离子体对小直径通道进行清洁和灭菌。与灭菌器械分开递送气体还可提供其他优点。例如，一些窥视装置消毒方案要求用水或其他液体清洁产品冲洗窥视装置。通过递送与灭菌器械分开的气流，气流还可帮助分散水或液体分子，这可帮助干燥窥视装置的通道。

以此方式，本发明的第一方面提供了在器械的远侧端部执行灭菌的能力，具体地是出于对外科窥视装置的器械通道，诸如内窥镜、胃窥镜、支气管镜等进行消毒的目的。所述设备允许使用等离子体对器械通道进行彻底灭菌，所述等离子体由RF EM能量和/或微波频率EM能量激发和维持，所述能量从发生器供应给探针尖端。

术语“外科窥视装置”在本文中可用于意指设置有插入管的任何外科装置，所述插入管是在侵入性手术期间引入到患者体内的刚性或柔性(例如，可操纵)导管。插入管可包括器械通道和光学通道(例如，用于传输光来照明和/或捕获在插入管的远侧端部处的治疗部位的图像)。器械通道可具有适合于接收侵入性手术工具的直径(尽管内窥镜手术通常被称为“微创”)。器械通道的直径可以是5mm或更小。

在本说明书中，“微波频率”可广泛地用于指示400MHz至100GHz的频率范围，但优选地为1GHz至60GHz的范围。已考虑的具体频率是：915MHz、2.45GHz、3.3GHz、5.8GHz、10GHz、14.5GHz和24GHz。相比之下，本说明书使用“射频”或“RF”来指示低至少三个数量级的频率范围，例如高达300MHz，优选地10kHz至1MHz。可调整微波频率以使得能够优化所递送的微波能量。例如，探针尖端可被设计成在某一频率(例如，900MHz)下操作，但在使用中，最有效的频率可能是不同的(例如，866MHz)。虽然探针尖端可被设计成在具体频率下操作，但大多数尖端将在稍宽的频带上可接受地操作，在所述频带上它们具有非最优但仍然可用的效率。

细长探针的尺寸可被设计成可插入穿过窥视装置，例如穿过内窥镜、胃窥镜、支气管镜、结肠镜等的器械通道。例如，同轴电缆可具有2.5mm或更小的直径，优选地2.2mm或更小、或者1mm或更小。同轴电缆可具有套管，其中套管可具有小于2.6mm的外径，优选地小于2.5mm、或小于1.5mm。对于较大的腹腔镜器械，外径可为3mm或更大，并且可使用较大直径的同轴电缆。同轴电缆可具有约2m或更长的长度，以确保探针可延伸穿过器械通道的整个长度。例如，在结肠镜中，器械通道的长度可为约1.8m。

优选地，灭菌设备还包括气密适配器，所述气密适配器被构造来可连接到窥视装置，气密适配器具有穿过其中的通路，以允许将灭菌器械穿过气密适配器引入到窥视装置的通道中。例如，适配器可被构造来与窥视装置的近侧端部配合，并且可提供到窥视装置的器械通道的入口。由于是气密的，适配器有助于确保提供给通道的可电离气体不会从通道泄漏，从而确保有足够的气体可用于产生等离子体。适配器还最大限度地减少空气进入通道中。以此方式，通道内的大气可完全或基本上完全由来自气体供应器的可电离气体组成，其中气体是用于在探针尖端处生成等离子体的合适气体。这可确保操作者完全控制存在于窥视装置的通道中的气体的量以确保设备的最优操作。在一些布置中，气体供应器(例如，气体供应器的导管)被构造来可连接到适配器以便将可电离气体递送到外科窥视装置的通道。例如，气密适配器可包括气体导管，通过所述气体导管可将气体从气体供应器递送到外科窥视装置的通道。这提供了一种易于设置和操作的灭菌设备，因为它只需要将气密适配器连接到窥视装置。在一些布置中，气密适配器可连接到窥视装置的近侧端部并且气体供应器可连接到窥视装置的远侧端部，或反之亦然，使得在与气体不同的点处将灭菌器械引入到通道中。这可有利于确保在探针尖端处有合适量的气体可用于生成等离子体。

有利地，气密适配器可包括减压阀。所述减压阀可允许当通道内达到预定压力时气体或空气通过适配器从通道排出。减压阀可被构造来确保气体和空气可经由阀逸出通道，但是没有气体或空气可通过阀进入通道。例如，预定压力可确保当气体被供应到窥视装置的通道时，通道中存在合适量的气体和/或合适的气体与空气的比率以允许热或非热等离子体被探针尖端激发和维持。在一些实例中，气体可被连续递送到通道，并且通过为过量气体提供逸出点，减压阀确保存在通过通道的气流。这可有利于确保气体连续通过探针尖端以便产生用于灭菌的热或非热等离子体。如上所述，气流也可用于帮助干燥窥视装置的通道。

优选地，穿过气密适配器的通路包括密封件，诸如O形环、法兰密封件等，以确保适配器在灭菌器械定位在通路中时是气密的。这种密封件可有助于确保适配器是气密的，同时允许灭菌器械在近侧和远侧方向上移动，从而允许探针尖端沿着通道的长度移动以进行灭菌。

有利地，气密适配器可包括用于将气密适配器固定到外科窥视装置的鲁尔锁配件。所述配件可适合于将适配器附接到窥视装置的柄部。这种配件使适配器能够装配到一系列窥视装置，并且所述配件是气密配件。具体地，这种配件可被构造来装配到窥视装置的近侧端部。

优选地，灭菌设备还包括封闭装置，最优地是气密封闭装置，其被构造来密封窥视装置的通道的远侧端部。例如，封闭装置可包括被构造来装配在窥视装置的远侧端部上的帽，或者可以是被构造来装配在通道的远侧端部内的部件。以此方式，封闭装置闭合通道的远侧端部，以确保当设备在使用时空气不能进入通道并稀释可电离气体气氛。与上述气密适配器一样，封闭装置可因此帮助确保操作者完全控制存在于窥视装置的通道中的可电离气体的量，从而确保设备的最优操作。在一些实例中，气体供应器(例如，气体供应器的导管)可能够连接到封闭装置以将可电离气体递送到外科窥视装置的通道。例如，封闭装置可包括气体导管，通过所述气体导管可将气体从气体供应器递送到外科窥视装置的通道。在一些布置中，例如在灭菌器械在其近侧端部被引入到通道的情况下，提供用于将气体递送到通道的远侧端部的连接器可有助于确保在探针尖端处有合适量的气体可用于生成用于对通道进行灭菌的热或非热等离子体。例如，这种布置在通道的直径与灭菌器械的直径相同或仅略大于灭菌器械的直径的情况下可能是特别有利的，其中灭菌器械基本上闭塞通道使得没有足够的维持等离子体的可电离气体可绕过灭菌器械本身的外部。在一些实施方案中，封闭装置还可包括减压阀。所述减压阀可允许当通道内达到预定压力时气体或空气通过封闭装置从通道排出。减压阀可被构造来确保气体和空气可经由阀逸出通道，但是没有气体或空气可通过阀进入通道。例如，预定压力可确保当气体被供应到窥视装置的通道时，通道中存在合适量的可电离气体和/或合适的可电离气体与空气的比率以允许热或非热等离子体被探针尖端激发和维持。在一些实例中，气体可被连续递送到通道，并且通过为过量气体提供逸出点，减压阀确保存在通过通道的气流。这可有利于确保气体连续通过探针尖端以便产生用于灭菌的热或非热等离子体，并且还可有助于干燥窥视装置的通道。在一些布置中，封闭装置可具有穿过其中的通路以允许灭菌器械在远侧端部处被引入到窥视装置的通道中。在此实施方案中，封闭装置还可包括密封件(例如O形环或法兰密封件)以确保当器械通过通道前进和缩回时气体不会通过封闭装置逸出。例如，设想在一些布置中可电离气体可在其近侧端部处被引入到通道(例如穿过气密适配器)并且灭菌器械可在其远侧端部处被引入到通道。

优选地，电极组件可包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极布置成在其间限定体积，并且所述第一电极和所述第二电极被构造来从传输线接收RF能量和/或微波能量以在体积中建立用于产生可电离气体的等离子体的电场。探针尖端可包括入口或至少一个入口，以允许可电离气体从外科窥视装置的通道流动并进入限定在第一电极与第二电极之间的体积中。通过以此方式向第一电极与第二电极之间的体积提供入口，探针尖端有利地被构造来从存在于窥视装置的通道中的可电离气体生成等离子体，因为气体不被直接递送到电极之间的体积。如本文所述，体积可以是限定在第一电极与第二电极之间的空间或空腔，其允许存在于电极之间的可电离气体被激发以形成等离子体。

可使用可作为高压脉冲接收的RF或微波能量来激发等离子体。微波能量可用于在激发等离子体之后维持等离子体，即，将功率递送到等离子体中以保持电离的状态。所述微波能量也可作为脉冲接收。此布置可防止由于电缆的电容和负载变化(例如由于探针尖端处从干燥环境变为潮湿环境)引起的电场崩溃。使用微波频率能量例如通过使用微波谐振器或阻抗变换器激发等离子体以递送出探针尖端可以是可能的，所述阻抗变换器即将低电压变换为更高电压以使用在操作频率下为四分之一波长(或其奇数倍)长的更高阻抗传输线来激发等离子体的四分之一波长变换器。此高阻抗线可被接通以激发等离子体，并且一旦等离子体已经被激发并且需要维持等离子体则被断开(即，返回到较低阻抗线)。功率PIN或变容二极管可优选地被用于在两种状态之间切换，但是可以是可能使用同轴开关或波导开关。用于激发等离子体的高电场可能是由于在探针尖端处为RF EM能量或微波EM能量创建高阻抗条件而引起的。

为了激发等离子体，期望具有高电场(例如高电压条件)。在等离子激发状态(即，在等离子存在之前)，可电离气体是不导电的，并且因此具有高阻抗。为了激发等离子体，需要在探针尖端的远侧端部或在探针尖端内建立高阻抗状态，以便能够生成分解气体所需的高电压(高电场)。本发明的设备可准许控制递送到等离子体的微波功率的大小，例如通过调制微波信号和控制放大器增益或控制到具有固定增益的放大器的输入信号的水平，以及例如通过动态阻抗匹配来控制递送所述微波功率的效率。此布置还可使递送到待灭菌表面的等离子体能量的剂量能够被准确地量化。

等离子体的阻抗优选地与微波能量频率下的探针尖端(和能量递送系统)的阻抗相匹配，以使发生器产生的微波能量有效地传送到等离子体中。在使用微波能量的情况下，探针尖端和/或发生器可被调谐(静态或动态)以确保等离子体与器械通道和通道内的材料呈现的负载相匹配。在微波频率下，同轴电缆形成分布式元件传输线，其中探针尖端与能量源之间的阻抗匹配由微波发生器的源阻抗、同轴电缆(传输线)的特性阻抗和探针尖端结构本身的阻抗确定。如果同轴电缆的特性阻抗与源的输出阻抗相同，则微波功率中的所有微波功率都将递送到探针尖端中，从而使同轴电缆引起的衰减(介电和导体损耗)减少。如果探针尖端和器械通道的阻抗与同轴电缆的特性阻抗相同，则源处可用的最大功率将被传送到等离子体/器械通道负载中。可对探针尖端结构进行调整，以便维持探针尖端与等离子体/器械通道负载之间的最佳阻抗匹配。也可在发生器处或在第一电缆的远侧端部与第二(器械)电缆的近侧端部之间的接口处进行调整。这些调整可呈匹配网络的电容和/或电感的变化的形式，即短截线调谐。

所述设备可使用作为发生器的源振荡器来产生低功率微波频率信号和功率放大器(例如，微波晶体管的布置)以将低功率信号放大到足够高的水平以使得能够产生使用被发现适合于特定应用的气体激发等离子体所需的电场。可使用固态信号放大器。系统还可在这样一种模式下操作，由此放大器被驱动到饱和或全功率以建立激发等离子体所需的电场，然后一旦所述等离子体被激发就后退。控制微波能量的能力可使得能够生成最适合于各种感兴趣的应用中的任何一种应用的等离子体。微波能量和/或气体流速和/或气体混合物的控制提供了对羽流大小和被处理的器械通道的内表面处的温度的控制。此外，系统可被布置成量化递送到待处理表面的等离子体能量的剂量。微波能量可通过以下中的任何一个或多个来控制：以受控方式改变微波能量的频率(例如，控制来自微波辐射发生器的辐射的频率)、以受控方式改变功率水平、以及以受控方式调制微波能量。发生器可包括微波信号调制器，所述微波信号调制器被布置成调制递送到探针尖端的微波能量。调制频率可包含在从0.1Hz到10MHz的范围内。占空比可从小于1％到100％。在一些实施方案中，调制频率可从10Hz到100kHz并且占空比可在10％与25％之间。在优选实施方案中，调制频率可在100Hz与1kHz之间，并且占空比可以是20％。

设备因此可被布置成使用脉冲操作来生成等离子体。在一个实施方案中，可在每个脉冲上激发等离子体(激发可由于在脉冲的边缘中的一个边缘—通常是正的上升边缘上产生的瞬态而发生)。系统的操作可以是使得需要不断向系统施加脉冲以便生成所需的效果。

优选地，传输线包括同轴电缆，所述同轴电缆具有内导体、外导体以及将所述内导体与所述外导体分开的介电材料。探针尖端可包括：第二电极，所述第二电极包括同轴电缆的第二导体超出同轴电缆的介电材料的延伸部；和第一电极，所述第一电极包括同轴电缆的内导体的超出同轴电缆的介电材料的延伸部，并且沿着第二电极的中心或纵向轴线，以限定第一电极与第二电极之间的体积；其中第一电极和第二电极被构造来从同轴电缆接收RF能量和/或微波能量以在第一电极与第二电极之间的体积中建立用于在其中激发等离子体的电场，并且其中探针尖端包括用于从体积释放等离子体的出口。例如，探针尖端的远侧端部面可以是开放的以限定入口以便允许可电离气体从外科窥视装置的通道流动并进入内部体积中。在一些实例中，开口的一部分可提供用于来自通道的气体流入内部体积中的入口，并且开口的一部分可提供用于等离子体逸出内部体积的出口，其中由于等离子体的生成可在内布置积内生成流。以此方式，探针尖端适于在充满适合于生成热或非热等离子体的气体的环境中使用，而不是将此类气体直接递送到电极之间的区域。探针尖端的相对简单的设计也是制造简单和便宜的，并且即使在探针尖端具有小直径时也适合使用。任选地，第二电极可包括至少一个孔以限定入口以便允许可电离气体从外科窥视装置的通道流入限定在第一电极与第二电极之间的空间或体积中。因此，一个或多个孔可有助于确保在使用中连续产生热或非热等离子体。一个或多个孔还可允许等离子体离开第一电极与第二电极之间的区域，并且等离子体可在通道的侧壁处被引导以进行灭菌。

有利地，第一电极还可包括安装在内导体的延伸部的远侧端部上的导电帽，其中导电帽间隔远离第二电极的远侧端部以在帽与第二电极之间限定用于限定出口的间隙。通过以此方式布置，由探针尖端产生的等离子体可优选地在通道的侧壁处被引导以确保彻底的灭菌和清洁。在一些实例中，导电帽可包括至少一个孔以限定入口以便允许气体流入限定在第一电极与第二电极之间的空间或体积中。因此，一个或多个孔可有助于确保在使用中连续产生热或非热等离子体。一个或多个孔还可允许等离子体离开第一电极与第二电极之间的区域。在一些实例中，帽可替代地由陶瓷材料制成。

如上所述，用于激发等离子体的高电场可能是由于在探针尖端处为RF EM能量或微波EM能量创建高阻抗条件而引起的。这可通过为第一电极和第二电极选择合适的几何形状来实现。例如，绝缘介电材料片，诸如石英或其他类似的低损耗材料，可位于第一电极与第二电极之间。这可增加阻抗并且因此促进高电场的产生。

优选地，气体供应器可被构造来以可变流速向外科窥视装置的通道供应气体。例如，灭菌设备可包括流量控制器，所述流量控制器被布置成可调整地控制气体流动。具体地，气体的流速可在每分钟0.2升与10升之间，并且可在那些值之间变化。通过改变递送到通道的气体的流速，可确保在探针尖端处有合适的可用气体供应。例如，由于灭菌器械的存在可能会限制通道，当探针尖端位于通道的远侧端部时，与当探针尖端更接近通道的近侧端部时所需的气体的流速相比，可能需要更高的气体流速来将气体从通道的近侧端部递送到探针尖端。如果通道中存在少量液体(例如清洁液)，则气体的流速也可变化以便提供或控制通道的干燥。

在本文中，术语“内”意指径向上更接近于通道和/或同轴电缆的中心(例如轴线)。术语“外”意指在径向上远离通道和/或同轴电缆的中心(轴线)。除非上下文另有指明，否则术语“导电”在本文中用于意指导电性。在本文中，术语“近侧”和“远侧”是指细长探针的端部。在使用时，近侧端部更接近于用于提供RF能量和/或微波能量的发生器，而远侧端部更远离所述发生器。

本发明包括描述的各方面和优选特征的组合，除非所述组合明确不允许或明确避免。

附图说明

现在将参考附图来讨论说明本发明的原理的实施方案和实验，在附图中：

图1示出根据本发明的实施方案的灭菌设备以及用于向其供应能量的发生器的示意图；

图2示出根据本发明的第二实施方案的使用中的灭菌设备的示意图；

图3示出根据本发明的第三实施方案的使用中的灭菌设备的示意图；

图4示出可与本发明的实施方案一起使用的第一探针尖端的截面图；

图5示出可与本发明的实施方案一起使用的第二探针尖端的截面图；并且

图6示出可与本发明的实施方案一起使用的适配器的截面图。

具体实施方式

现在将参考附图论述本发明的方面和实施方案。另外的方面和实施方案对于本领域技术人员来说将显而易见。此文本中提及的所有文档均以引用方式并入本文中。

图1示出根据本发明的实施方案的灭菌设备10以及用于向其供应能量的发生器1000。灭菌设备10包括具有细长探针的灭菌器械，所述细长探针包括由同轴电缆12提供的传输线，所述同轴电缆在其远侧端部处具有探针尖端14。例如，探针尖端14可以是如以下关于图4和图5所述的探针尖端。发生器1000在其近侧端部处连接到同轴电缆12，并且被构造来供应射频(RF)和/或微波频率电磁(EM)能量以便于通过电极组件在探针尖端14处产生等离子体。设备10还包括具有气体导管18的气体供应器16，所述气体导管与灭菌器械分开以将可电离气体以将在下面更详细描述的方式递送到外科窥视装置的通道。如图所示，气体供应器16可以是气体罐，但是可使用任何合适的气体供应器。优选地，气体供应器16提供惰性气体，诸如氩气。尽管图1中未示出，但在一些实例中，气体供应器16可包括允许改变气体流速的气体流量控制器。例如，气体流速可在每分钟0.2升与10升之间，并且可自动或由用户手动改变。例如，当探针尖端朝向窥视装置中的通道的远侧端部时可增加流速以确保合适的气体供应可用于产生等离子体。

在灭菌过程期间，探针尖端14定位在窥视装置的通道内，发生器1000向探针尖端供应RF EM能量和/或微波频率EM能量。气体供应器16同时经由气体导管18将气体直接供应到通道。RF能量和/或微波能量和所供应气体在探针尖端14处结合以生成热或非热等离子体，所述等离子体从探针尖端14射出而接触通道的表面以破坏或消除微生物。例如在WO2009/060213A1中公开了以类似方式的等离子体生成的实例。

可控制发生器1000以确定所生成的等离子体是非热离子体还是热等离子体。例如，供应微波能量可具有可选择来产生非热等离子体或热等离子体的功率和/或占空比。优选地，操作发生器以产生温度低于41℃的非热等离子体，这可有助于避免对窥视装置的损害。

设备10还可包括撤回装置(未示出)，所述撤回装置联接至同轴电缆12并且可操作以按预定速率通过通道收回同轴电缆12。

在使用中，灭菌器械通过外科窥视装置的通道插入，并且气体导管被布置成将气体直接递送到窥视装置的通道。例如，灭菌器械和气体导管两者都可设置到通道的近侧端部或通道的远侧端部。另选地，灭菌器械和气体导管可设置到通道的相对端部。本文描述了这些布置的比较优点。

图2示出根据本发明的另一个实施方案的灭菌设备20，所述设备20被示出用于清洁外科窥视装置。细长探针定位在外科窥视装置的插入管104的器械通道内。细长探针的同轴电缆22在插入管104和器械通道的近侧端部处穿过窥视装置的柄部102进入通道，并且到达插入管104的远侧端部，其中探针尖端(未示出)的电极组件产生用于对器械通道进行灭菌和清洁的等离子体。例如，探针尖端可以是以下关于图4或图5所述的探针尖端。如以上关于图1所述，同轴电缆22在其近侧端部(未示出)连接到发生器，并且将能量从发生器输送到探针尖端，以使得探针尖端能够生成用于产生热或非热等离子体的电场。为了对通道进行灭菌和清洁，细长探针可当在探针尖端处生成这种等离子体的同时在近侧和/或远侧方向上移动。

在此布置中，设备20的气体导管24的远侧端部也连接到插入管104的近侧端部以将可电离气体递送到器械通道中。如以上关于图1所述，气体导管24在其近侧端部(未示出)连接到气体供应器。气体供应器因此能够用可电离气体基本上填充器械通道以便提供用于探针尖端激发和维持等离子体的合适的气氛。通过以此方式将可电离气体递送到器械通道，细长探针不需要包括用于将气体输送到探针尖端的内腔，并且因此细长探针制造起来更简单和更便宜，并且还更紧凑，从而允许小直径(例如，约1mm或更小)的通道也通过本发明的设备进行清洁和灭菌。

在此实施方案中，设备20还包括气密适配器28。适配器28被构造来连接到窥视装置的柄部102，并且具体地可被构造来装配到用于窥视装置的器械通道的输入端口，并且提供通路，细长探针通过所述通路被引入到窥视装置的通道中。通路包括密封件诸如O形环，所述密封件确保适配器在灭菌器械定位在通路中时是气密的，但允许细长探针在近侧和远侧方向上移动以用于对通道进行清洁和灭菌。气体导管24的远侧端部连接到适配器28，并且适配器28具有对应的导管，所述对应的导管用于将可电离气体提供到通道中，使得探针尖端能够产生气体的等离子体。适配器28有助于确保通道内的大体适合例如通过空气的进入产生等离子体，否则所述空气会置换或稀释经由导管24提供的气体，并且从而减少等离子体产生。为了固定到窥视装置的柄部102，适配器28可包括鲁尔锁配件，但是应当理解可选择任何合适的气密配件。由于适配器28被构造来接收同轴电缆22和气体导管24两者，因此灭菌设备20特别容易使用，因为只需要一个到窥视装置的连接。当设备20要在多个窥视装置之间传送以对器械通道进行快速清洁和灭菌时，这可能是特别有利的。

为了封闭穿过插入管104的通道的远侧端部，灭菌设备20包括呈帽26形式的封闭装置，所述帽被构造来装配在外科窥视装置的插入管104的远侧端部上。例如，帽26可以是大体圆柱形的，其具有装配在插入管104上的开口端部和防止气体逸出的封闭端部。帽26可由不透气的材料诸如塑料材料例如橡胶等制成，并且尺寸可被适当地设计成确保与插入管104的远侧端部紧密配合。帽26可有助于防止环境空气的进入，所述环境空气可置换或稀释通过导管24提供给通道的可电离气体。然而，在一些实例中，据信如果通过导管24的可电离气体的流速足够高，则帽26可能不是必需的，因为来自通道的远侧端部的气体流动可能足以防止环境空气的进入。然而，帽26可能是优选的，特别是在使用低流速气体的情况下。如图2所示，帽26包括可定位在帽26的封闭端部上的减压阀27。以此方式，当达到预定压力时，帽26适于允许通过减压阀27从通道排出过量气体或空气。通过在帽26中提供阀27，可确保在使用设备20时存在通过通道的气流，这在确保气体连续地经过探针尖端以便产生热或非热等离子体方面是特别有利的。例如，当压力为约或略高于大气压时，阀27可适于排出气体。

图3示出根据本发明的实施方案的灭菌设备30的另一个实施方案，设备30被示出用于清洁外科窥视装置。设备30的细长探针定位在外科窥视装置的插入管104的器械通道内。细长探针的同轴电缆32在插入管104和器械通道的近侧端部处穿过窥视装置的柄部102进入通道，并且到达插入管104的远侧端部，其中探针尖端(未示出)的电极组件产生用于对器械通道进行灭菌和清洁的等离子体。例如，探针尖端可以是以下关于图4或图5所述的探针尖端。如以上关于图1所述，同轴电缆32在其近侧端部(未示出)连接到发生器，并且将能量从发生器输送到探针尖端，在此处产生电场以生成热或非热等离子体的羽流。为了对通道进行灭菌和清洁，细长探针可当在探针尖端处产生等离子体的同时在近侧和/或远侧方向上移动。

在此布置中，设备30的气体导管34的远侧端部连接到插入管104的远侧端部以将气体递送到器械通道中。如以上关于图1所述，气体导管34在其近侧端部(未示出)连接到气体供应器。气体导管34通过帽36形式的封闭装置连接到插入管104的远侧端部，所述帽被构造来装配在插入管104的远侧端部上并且具有穿过其中的对应气体导管以允许气体进入器械通道。例如，帽36可以是大体圆柱形的并且可具有开口端部以装配在插入管104上，并且在相对端处具有连接器以连接到气体导管34的远侧端部。帽36可由不透气的材料例如塑料材料诸如橡胶等制成，并且尺寸可被适当地设计成确保与插入管104的远侧端部紧密配合。除了为来自气体导管34的气体提供入口外，帽36还可有助于防止环境空气的进入，所述环境空气可置换或稀释通过导管34提供给通道的气体。

气密适配器38设置在外科窥视装置的近侧端部处，并且被构造来连接到柄部102。适配器38可被构造来装配到用于窥视装置的器械通道的输入端口，并且提供通路，细长探针通过所述通路被引入到窥视装置的通道中。如以上关于图2所述，此通路可包括密封件，诸如O形环，以确保通路在灭菌器械定位在通路中时是气密的。适配器38有助于确保通道内的大气适合例如通过空气的进入产生等离子体，否则所述空气会置换或稀释经由导管34提供的气体，并且从而减少等离子体产生。为了固定到窥视装置的柄部102，适配器38可包括鲁尔锁配件，但是应当理解可选择任何合适的气密配件。在此实施方案中，气密适配器38包括减压阀39，所述减压阀被构造来允许当达到预定压力时通过减压阀39从通道排出过量气体或空气。优选地，预定压力可为约或略高于大气压。

因此，灭菌设备30将灭菌器械和气体导管设置在待灭菌的器械通道的相对端部处。这在清洁完全或基本上完全被同轴电缆32闭塞的通道中可能是特别有利的，如果要在器械通道的近侧端部处引入气体，则所述同轴电缆将阻止气体流向探针尖端。

图4示出可与本发明的实施方案一起使用的探针尖端40的截面图。所示的探针尖端40使用同轴电缆的内导体和外导体的延伸部来提供具有第一电极和第二电极的电极组件，但是应当理解，在一些实例中，探针尖端40可作为单独的部件提供，或者第一电极和第二电极中的任一者可与同轴电缆分开。

探针尖端40包括第一电极42和与第一电极42同轴的第二电极44。介电材料46同轴地设置在第一电极42与第二电极44之间。例如，介电材料46可以是同轴电缆的介电质。包括同轴电缆的外导体的延伸部的第二电极44在远侧方向上延伸超出介电材料46以限定内部体积48。例如，第二电极44可具有超出介电材料46的远侧端部5mm或更短的长度，诸如约3mm。包括同轴电缆的内导体在远侧方向上超出介电材料46的延伸部的第一电极42延伸到内部体积48中。例如，第一电极42可沿着第二电极44的中心纵向轴线延伸，并且从而限定第一电极42与第二电极44之间的体积，其可称为内部体积48。如图4所示，第一电极42可以是基本上线性的，但是应当理解，第一电极也可在内部体积48中采用其他形状，例如第一电极42可形成螺旋。

探针尖端40的远侧端部是开放的以限定用于允许来自窥视装置的通道的可电离气体进入内部体积48的入口，其中气体可被激发以形成等离子体。远侧端部处的开口或开口的一部分还可限定用于从内部体积48释放等离子体的出口。例如，第二电极44可以是大体圆柱形的并且在其远侧端部处开放以限定入口和出口。气体可流入内部体积48中，其中等离子体被当RF能量和/或微波EM能量从发生器递送到第一电极42和第二电极44时在所述第一电极与所述第二电极之间生成的电场激发。产生的等离子体通过出口释放，以便对外科窥视装置的器械通道的侧壁进行灭菌和清洁。在一些实施方案中，第一电极42与第二电极44之间的电场可通过在电极之间放置绝缘介电材料(诸如石英)片来增加。例如，圆柱形石英片可装配在内部体积48内的第一电极42上以增加阻抗并且因此有助于产生高电场以激发和维持等离子体。在一些实例中，第二电极44可包括多个(即一个或多个)孔，所述孔提供使可电离气体能够流入内部体积48中的入口。所述孔还可提供出口，等离子体可通过所述出口从内部体积48中释放。由于等离子体的产生，可建立通过内部体积48的气体和等离子体的流。

图5示出可与本发明的实施方案一起使用的第二探针尖端50的截面图。探针尖端50与图4中所示的大体类似，因此对应元件已被赋予对应附图标记，并且不再重复其描述。

在图5所示的探针尖端50中，第一电极52延伸超出第二电极44的远侧端部并且导电帽54安装在第一电极52的远侧端部。导电帽54可提供为金属盘，诸如例如铜、银、金或镀钢。在其他实施方案中，帽54可由陶瓷材料制成。帽54间隔远离第二电极44的远侧端部以限定出口56，等离子体可通过所述出口从内部体积48释放。例如，导电帽54可与第二电极44的远侧端部间隔约0.5mm。以此方式限定的出口56大体是环形的，并且因此由探针尖端50生成的等离子体优先被引导朝向窥视装置中的通道的侧壁以用于更有效的清洁和灭菌。在一些实施方案中，导电帽54可包括穿过其中的多个(即，一个或多个)孔，所述孔可提供允许可电离气体从通道流入内部体积48中以便被激发以产生等离子体的入口。

图6示出可与本发明的实施方案一起使用的适配器60的截面图。具体地，适配器60可用于诸如图2所示的布置中，因为它被构造来可连接到气体导管以将可电离气体递送到窥视装置的通道。

适配器60包括气密主体62，所述气密主体被构造来装配到窥视装置的通道(例如，通过装配到窥视装置的柄部)以允许将灭菌器械引入到通道。例如，主体62可由塑料材料等制成，但是也可使用任何其他合适的材料(例如金属)。在图6所示的实施方案中，适配器60还被构造来允许可电离气体穿过气密主体62被引入到窥视装置的通道。

具体地，适配器60包括第一鲁尔锁配件63以允许气密主体62优选地通过装配到窥视装置的柄部而装配到窥视装置的通道，如上所述。在主体62内，适配器60包括具有两个入口和单个出口的分支通路64，其中出口在鲁尔锁配件63处，使得当适配器60在使用中时出口通向窥视装置的通道。

在通路64的第一入口处有端口65，所述端口被构造来接收灭菌装置的细长探针。在端口65处或周围有密封件66，所述密封件可以是O形环或法兰密封件等，以确保当细长探针存在于通路64中时，适配器60是气密的，使得没有可电离气体可从窥视装置的通道泄漏，并且没有空气可进入通道。然而，端口65、密封件66和通路64被构造来允许细长探针在近侧和远侧方向上移动以对窥视装置的通道进行灭菌。

在通路64的第二入口处有第二鲁尔锁配件67，来自气体供应器的气体导管可能够连接到所述第二鲁尔锁配件。以此方式，通路64可提供用于将气体从气体供应器传递到窥视装置的通道的导管。在其他实施方案中，适配器60可不包括第二鲁尔锁配件67(例如，其中可电离气体被递送到窥视装置的通道的远侧端部)并且通路64因此可不需要是分支通路。

在一些实例中，适配器60可包括减压阀(未示出)，所述减压阀可被构造来当适配器60内(并且因此窥视装置的通道内)的压力为约或略高于大气压时)排出气体。例如，减压阀可替换第二鲁尔锁配件67，或者可定位在适配器60的主体62上的别处。

在前述描述中或随附权利要求书中或附图中公开、以具体形式或鉴于用于执行所公开功能的装置或用于获得所公开结果的方法或过程表达的特征在适当情况下可单独地或以此类特征的任何组合用于以多种形成实现本发明。

虽然已经结合上文描述的示例性实施方案描述了本发明，但当给出本公开时，本领域技术人员将了解许多等效的修改和变型。因此，上文阐述的本发明的示例性实施方案被视为说明性的而非限制性的。在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施方案作出各种改变。

为避免任何疑问，本文提供的任何理论解释都是为了提高读者的理解而提高。本发明人不希望受到这些理论解释中的任一种束缚。

本文所用的任何小节标题仅出于组织性目的且不被解读为限制所描述的主题。

在包括所附权利要求书的整个说明书中，除非上下文另外要求，否则词语“包括(comprise)”和“包括(include)”及变型(诸如“包括(comprises/comprising)”和“包括(including)”)将被理解为暗示包括规定的整数或步骤或者整数或步骤的组，但不排除任何其他整数或步骤或者整数或步骤的组。

必须注意，除非上下文另有明确指明，否则如在本说明书和所附权利要求书中所用，单数形式“一(a/an)”和“所述”包括复数个提及物。范围在本文中可表达为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表示这类范围时，另一个实施方案包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表述为近似值时，将理解，特定值形成另一个实施方案。与数值相关的术语“约”是任选的并且意指例如+/-10％。

Claims (18)

1.一种用于对外科窥视装置的通道进行灭菌的灭菌设备，所述设备包括：

气体供应器，所述气体供应器具有用于将可电离气体递送到所述外科窥视装置的所述通道的导管，

灭菌器械，所述灭菌器械与所述气体供应器和所述导管分开，所述灭菌器械被构造来插入穿过外科窥视装置的所述通道，所述灭菌器械包括：

细长探针，所述细长探针包括：

传输线，所述传输线用于输送射频(RF)电磁(EM)能量和/或微波EM能量，以及

探针尖端，所述探针尖端连接在所述传输线的远侧端部处，以用于接收所述RF EM能量和/或所述微波EM能量，所述探针尖端包括电极组件，所述电极组件被构造来从所接收的RFEM能量和/或微波频率EM能量产生电场，以生成从所述气体供应器递送到所述通道的所述可电离气体的等离子体。

2.根据权利要求1所述的灭菌设备，所述灭菌设备还包括：气密适配器，所述气密适配器被构造来能够连接到所述窥视装置，所述气密适配器具有穿过其中的通路，以允许将所述灭菌器械穿过所述气密适配器引入到所述窥视装置的所述通道中。

3.根据权利要求2所述的灭菌设备，其中所述气密适配器包括减压阀。

4.根据权利要求2所述的灭菌设备，其中所述气体供应器被构造来能够连接到所述适配器，以便将所述可电离气体递送到所述外科窥视装置的所述通道。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的灭菌设备，其中穿过所述气密适配器的所述通路包括密封件以确保所述适配器在所述灭菌器械定位在所述通路中时是气密的。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的灭菌设备，其中所述气密适配器包括用于将所述气密适配器固定到所述外科窥视装置的鲁尔锁配件。

7.根据前述权利要求中任一项所述的灭菌设备，所述灭菌设备还包括：封闭装置，所述封闭装置被构造来密封所述外科窥视装置的所述通道的远侧端部。

8.根据权利要求7所述的灭菌设备，其中所述气体供应器能够连接到所述封闭装置，以将所述可电离气体递送到所述外科窥视装置的所述通道。

9.根据权利要求7所述的灭菌设备，其中所述封闭装置包括减压阀。

10.根据前述权利要求中任一项所述的灭菌设备，其中电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极布置成在其间限定体积，并且所述第一电极和所述第二电极被构造来从所述传输线接收所述RF能量和/或所述微波能量以在所述体积中建立用于产生所述可电离气体的等离子体的电场；并且

其中所述探针尖端包括入口，以允许可电离气体从所述外科窥视装置的所述通道流动并进入限定在所述第一电极与所述第二电极之间的所述体积中。

11.根据权利要求10所述的灭菌设备，其中

所述传输线包括同轴电缆，所述同轴电缆具有内导体、外导体以及将所述内导体与所述外导体分开的介电材料，

所述第二电极包括所述同轴电缆的所述外导体的超出所述同轴电缆的所述介电材料的延伸部，并且

所述第一电极包括所述同轴电缆的所述内导体的超出所述同轴电缆的所述介电材料的延伸部，并且沿着所述第二电极的中心轴线，以限定所述第一电极与所述第二电极之间的所述体积；

其中所述第一电极和所述第二电极被构造来从所述同轴电缆接收所述RF能量和/或微波能量以在所述第一电极与所述第二电极之间的所述体积中建立用于在其中激发等离子体的电场，并且

其中所述探针尖端包括用于从所述体积释放等离子体的出口。

12.根据权利要求11所述的灭菌设备，其中所述第二电极包括至少一个孔以限定所述探针尖端中的所述入口以便允许可电离气体从所述外科窥视装置的所述通道流动并进入所述体积中。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的灭菌设备，其中所述第一电极包括安装在所述内导体的所述延伸部的远侧端部上的导电帽，其中所述导电帽间隔远离所述第二电极的所述远侧端部以在所述帽与所述第二电极之间限定用于限定所述出口的间隙。

14.根据权利要求13所述的灭菌设备，其中所述导电帽包括至少一个孔以限定所述探针尖端中的所述入口以便允许可电离气体从所述外科窥视装置的所述通道流动并进入所述体积中。

15.根据权利要求12至15中任一项所述的灭菌设备，其中所述探针尖端还包括定位在所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘介电材料片。

16.根据前述权利要求中任一项所述的灭菌设备，其中所述细长探针具有1mm或更小的直径。

17.根据前述权利要求中任一项所述的灭菌设备，其中所述气体供应器被构造来以可变流速向所述外科窥视装置的所述通道供应气体。

18.根据前述权利要求中任一项所述的灭菌设备，其中所述灭菌器械不包括用于输送可电离气体以用于通过所述电极组件生成等离子体的导管。

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