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Technisches Anwendungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächendesinfektion von Objekten, insbesondere von medizinischen Geräten oder Instrumenten, mit einer Desinfektionskammer, die in einem oberen Bereich ihres Innenraums eine Aufhänge- oder Halteeinrichtung, an der ein zu desinfizierendes Objekt aufgehängt werden kann, und Strahlungsquellen aufweist, die UV-Strahlung in einem Wellenlängenbereich emittieren, in dem die UV-Strahlung eine desinfizierende Wirkung hat.
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Die Oberflächendesinfektion von Objekten spielt vor allem im medizinischen Bereich eine wichtige Rolle. So müssen semikritische Medizinprodukte vor der Anwendung am Patienten desinfizierend aufbereitet werden. Ein besonderes Problem stellen dabei komplexe Instrumente und Geräte dar, die entweder thermolabil und somit nicht thermisch desinfizierbar sind, oder konstruktionsbedingt nicht maschinell-chemisch in RDGs (Reinigung-Desinfektion-Gerät) aufbereitet werden können. Die Anzahl derartiger Geräte hat sich in den letzten Jahren im medizinischen Bereich vergrößert. Sie können in der Regel nur mit chemischen Desinfektionsmitteln in einem manuellen Prozess desinfiziert werden. Dabei besteht die Problematik, dass jeder Aufbereitungsprozess semikritischer Medizinprodukte validiert sein muss. Dies gestaltet sich bei manuellen Prozessen schwierig.
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Stand der Technik
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Die obige Problematik wird zum Teil dadurch vermieden, dass nicht thermisch oder maschinell-chemisch desinfizierbare Medizinprodukte durch Einweginstrumente ersetzt werden. Ist dies nicht möglich, beispielsweise bei hochkomplexen Instrumenten wie Echokardiografie-Sonden, werden diese Produkte dann bisher in einem manuellen Prozess chemisch gereinigt und desinfiziert. Auch teilautomatisierte chemische Verfahren kommen hierbei zur Anwendung.
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Weiterhin ist eine Vorrichtung zur automatisierten Desinfektion von medizinischen Ultraschall- und TEE-Sonden bekannt, bei der die Sonden in einer Desinfektionskammer aufgehängt und zur Desinfektion mit UVC-Strahlung bestrahlt werden. Komplexere medizinische Geräte weisen jedoch sowohl für die Strahlung leicht zugängliche als auch weniger gut zugängliche Bereiche auf. Die Bestrahlung muss daher so lange durchgeführt werden, bis auch die weniger gut zugänglichen Bereiche eine ausreichende Strahlungsdosis erhalten haben.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Oberflächendesinfektion von Objekten anzugeben, die eine zuverlässige und schnelle automatisierbare Desinfektion auch von komplexeren medizinischen Geräten oder Instrumenten, insbesondere von medizinischen Endoskopen oder Sonografie-Sonden, ermöglicht.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen.
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Die vorgeschlagene Vorrichtung weist eine Desinfektionskammer mit einem zylindrischen Innenraum auf, die zum Einbringen eines zu desinfizierenden Objektes geöffnet und für die Durchführung der Desinfektion verschlossen werden kann. In einem oberen Bereich des zylindrischen Innenraums, der in Form eines (stehenden) geraden Kreiszylinders ausgebildet ist, ist eine Aufhänge- oder Halteeinrichtung angeordnet, an der ein zu desinfizierendes Objekt aufgehängt werden kann. Bei der Aufhänge- oder Halteeinrichtung kann es sich um einen Haken oder auch um einen anderen Mechanismus, beispielsweise eine Klemmeinrichtung handeln. An der den Innenraum seitlich begrenzenden Innenwand, die die Mantelfläche des Zylinders bildet, sind wenigstens zwei Gruppen von Strahlungsquellen in unterschiedlicher Höhe des Innenraums angeordnet, die UV-Strahlung in einem Wellenlängenbereich emittieren, in dem die UV-Strahlung eine desinfizierende Wirkung hat. Die Anordnung der wenigstens zwei Gruppen von Strahlungsquellen ist dabei derart, dass ein zu desinfizierendes Objekt ausgehend von der Aufhängung über seine gesamte Länge direkt bestrahlt wird. Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung sind die wenigstens zwei Gruppen von Strahlungsquellen getrennt voneinander so ansteuerbar, dass sie den von ihnen bestrahlten Bereich des zu desinfizierenden Objekts mit unterschiedlicher Lichtintensität bestrahlen können. Die Innenwand der Desinfektionskammer weist bei der vorgeschlagenen Vorrichtung eine Beschichtung auf, welche die UV-Strahlung im Wellenlängenbereich der verwendeten Strahlungsquellen diffus reflektiert, also einen Lambertschen Reflektor bildet oder diesem zumindest nahekommt. Vorzugsweise ist diese Beschichtung aus optischem PTFE (Polytetrafluorethylen) oder aus Bariumsulfat gebildet. Die Beschichtung weist vorzugsweise eine Reflektivität von R > 0,9 für die von den Strahlungsquellen emittierte und in den Innenraum eigestrahlte UV-Strahlung auf.
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Die vorgeschlagene Vorrichtung nutzt daher geeignete UV-Strahlung innerhalb der Desinfektionskammer, um das zu desinfizierende Objekt, insbesondere ein medizinisches Gerät oder Instrument, zu bestrahlen und damit zu desinfizieren. Unter einer Desinfektion wird dabei verstanden, wenn die Anzahl vermehrungsfähiger Mikroorganismen um den Faktor 10-5 pro Einheit des Desinfektionsgutes reduziert wird. Das zu desinfizierende Objekt wird für die Desinfektion in der Desinfektionskammer an der Aufhänge- oder Halteeinrichtung aufgehängt und mit den Strahlungsquellen bestrahlt. Durch die diffuse Reflexion an der Innenwand der Desinfektionskammer wird eine gleichmäßige Ausleuchtung des zu desinfizierenden Objekts in dem jeweiligen Höhenbereich mit nur einer Einzelreflexion erreicht und Verschattungen am Objekt werden vermieden. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung noch eine Dreheinrichtung auf, mit der die Aufhänge- oder Halteeinrichtung um die Zylinderachse des zylindrischen Innenraums drehbar ist. Dies unterstützt die gleichmäßige Ausleuchtung des Objekts zusätzlich.
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Als Strahlungsquellen kommen bevorzugt LEDs zum Einsatz, die beispielsweise in Form eines oder mehrerer LED-Arrays die jeweilige Gruppe von Strahlungsquellen bilden. LEDs haben den Vorteil, dass sie keine Wärmestrahlung in den Innenraum der Desinfektionskammer abgeben und somit diesen Innenraum nicht erwärmen. Dies ist vor allem bei der Desinfektion von thermolabilen Objekten wichtig. Es besteht auch die Möglichkeit, die Strahlung von einer oder mehreren zentralen Strahlungsemittern über Lichtleiter in die Desinfektionskammer zu führen, in der die Ausgangsöffnungen der Lichtleiter dann die unterschiedlichen Strahlungsquellen gemäß der vorliegenden Erfindung bilden.
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Die wenigstens zwei Gruppen von Strahlungsquellen sind so angeordnet, dass sie eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung des zu desinfizierenden Objekts in dem jeweiligen Höhenbereich des Innenraums erreichen, in dem sie angeordnet sind. Durch die unterschiedliche Ansteuerbarkeit und die unterschiedlichen Höhen, in denen die beiden Gruppen von Strahlungsquellen angeordnet sind, können zwei Bereiche des Objekts mit unterschiedlicher Strahlungsintensität bestrahlt werden. Dies ermöglicht es, bei entsprechenden medizinischen Geräten oder Instrumenten, bei denen diese Bereiche unterschiedlich für die Strahlung zugänglich sind, den weniger zugänglichen Bereich mit höherer Intensität zu bestrahlen als den besser zugänglichen Bereich (z.B. Endoskope mit Bedienteil und distalem Ende). Damit kann die Gesamtbestrahlungsdauer zur Desinfektion dieses Objekts verringert werden, ohne die Zuverlässigkeit der Desinfektion zu beeinträchtigen. Vorzugsweise weist die vorgeschlagene Vorrichtung mehr als zwei in unterschiedlichen Höhen angeordnete Gruppen von Strahlungsquellen auf, beispielsweise drei Gruppen von Strahlungsquellen in drei unterschiedlichen Höhen des Innenraums, um dadurch mehr als zwei Bereiche des zu desinfizierenden Objektes bei Bedarf mit unterschiedlicher Intensität bestrahlen zu können. So lassen sich mit der vorgeschlagenen Vorrichtung beispielsweise medizinische Endoskope in kürzerer Zeit desinfizieren, indem die Bestrahlungsintensität im Bereich des Griffes des Endoskops mit höherer Intensität eingestrahlt wird als im restlichen Bereich des Endoskops. Gerade im Bereich des Griffes sind durch Verwinkelungen nicht alle Stellen in gleicher Weise durch die Bestrahlung zugänglich, so dass dort eine Bestrahlung mit höherer Intensität erforderlich ist, um bei gleicher Bestrahlungsdauer wie in den besser zugänglichen Bereichen die erforderliche Bestrahlungsdosis zu erreichen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung weisen eine oder mehrere der Gruppen von Strahlungsquellen zusätzlich optische Elemente auf, mit denen die Abstrahlcharakteristik der einzelnen Strahlungsquellen beeinflusst wird. Hierbei handelt es sich in der Regel um geeignete optische Linsen oder Linsensysteme, die den Abstrahlwinkel der einzelnen Strahlungsquellen verändern bzw. festlegen. Vorzugsweise weist hierbei die oberste Gruppe der Strahlungsquellen entsprechende optische Vorrichtungen auf, die den Abstrahlwinkel einschränken und damit die Strahlungsintensität am Objekt gegenüber den anderen Gruppen von Strahlungsquellen (bei gleicher Ansteuerung) erhöhen. So können beispielsweise mit der obersten Gruppe von Strahlungsquellen (kleinere) Abstrahlwinkel, insbesondere im Bereich von 60° oder darunter, und in der oder den anderen Gruppen von Strahlungsquellen demgegenüber größere Abstrahlwinkel der einzelnen Strahlungsquellen, insbesondere von > 120°, realisiert werden.
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Die Strahlungsquellen sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sie Strahlung einer Wellenlänge oder einer Kombination aus Wellenlängen im UVC-Bereich emittieren. Wellenlängen im UVC-Bereich, also im Wellenlängenbereich von 200 bis 290 nm, haben eine keimabtötende Wirkung. Werden Strahlungsquellen verwendet, die in einem Wellenlängenbereich unterhalb von 240 nm emittieren, so kann Ozon entstehen. Vorzugsweise weist die Vorrichtung in diesem Fall eine entsprechende Einrichtung auf, die das Ozon unschädlich macht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind an der Innenwand des Innenraums ein oder mehrere Sensoren angeordnet, über die kontinuierlich die Bestrahlungsintensität gemessen werden kann. Die Sensoren sind entsprechend kalibriert, so dass anhand der Messung am Ort der Sensoren auf die an einem oder mehreren Orten des zu desinfizierenden Objekts jeweils vorliegende Bestrahlungsintensität (I) geschlossen und damit die applizierte Dosis (I*t) bestimmt werden kann. Der gesamte Desinfektionsvorgang wird dann von einer Steuerung dieser Vorrichtung mittels dieses einen oder dieser mehreren Sensoren überwacht und gesteuert. Die Dauer des Desinfektionsvorganges wird dabei anhand der Messwerte und einer zuvor definierten Zieldosis bestimmt. Somit kann sichergestellt werden, dass auch bei Alterungsprozessen oder dem Ausfall einzelner Strahlungsquellen eine zuvor definierte Zieldosis appliziert wurde. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Sensoren mindestens der Anzahl der Gruppen von Strahlungsquellen, wobei jeder Gruppe von Strahlungsquellen ein anderer Sensor zugeordnet ist. Dieser Sensor ist dann im Höhenbereich der jeweiligen Gruppe angeordnet, misst während des Desinfektionsvorgangs kontinuierlich die Strahlungsintensität der jeweiligen Gruppe und übermittelt erfasste Messwerte an die Steuerung. Auch mehrere Sensoren pro Gruppe sind möglich. Die Steuerung bestimmt wiederum auf Basis der Messwerte die durch die jeweilige Gruppe von Strahlungsquellen bereits applizierte Bestrahlungsdosis und steuert die Dauer der Bestrahlung durch diese Gruppe durch Vergleich der bereits applizierten Bestrahlungsdosis mit einer Zieldosis.
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Die entsprechenden Daten zum Desinfektionsprozess können jeweils von einer Bedienperson an einer Steuerung der Vorrichtung eingegeben oder auch auf einem Label des jeweils zu desinfizierenden Objektes gespeichert werden, das am Objekt angebracht ist. Vorzugsweise weist die vorgeschlagene Vorrichtung hierbei eine Einrichtung zur Nahfeldkommunikation auf, mit der die Daten aus dem Label ausgelesen und an die Steuerung übermittelt werden. Hierbei können nicht nur die Zieldosis, sondern auch weitere Daten zu dem zu desinfizierenden Objekt, insbesondere dem medizinischen Gerät oder Instrument, im Label gespeichert und vom Label ausgelesen werden. Dies sind beispielsweise Daten zur Art des Objekts, zum Anwender und zum Zeitpunkt der Desinfektion. Die Steuerung der Vorrichtung weist vorzugsweise einen Speicher mit einer Datenbank auf, in der unterschiedliche Arten von zu desinfizierenden Objekten und jeweils zugeordnete (mit den Gruppen von Strahlungsquellen erzeugbare) Strahlungsprofile und optional auch Zieldosen für die Desinfektion dieser Objekte abgespeichert sind. Anhand der Daten zur Art des Objekts, die auf dem Label gespeichert sind, kann dann anhand der in dem Speicher der Steuerung hinterlegten Datenbank ein spezifisches Strahlungsprofil vorgegeben werden, welches genau auf das zu desinfizierende Objekt abgestimmt ist. Dies betrifft vor allem die Bestrahlungsintensität und/oder -dauer in unterschiedlichen Bereichen des Objekts und damit die Ansteuerung der unterschiedlichen Gruppen von Strahlungsquellen. Die einzelnen Gruppen von Strahlungsquellen werden dabei nach dem in der Datenbank hinterlegten Muster angesteuert. Dies ermöglicht es, ohne Eingabe des Bedieners, in ihrer Geometrie und Beschaffenheit sehr unterschiedliche Instrumente und Geräte automatisiert mit der vorgeschlagenen Vorrichtung zu desinfizieren. In einer alternativen Ausgestaltung können natürlich die obigen Daten zu dem zu desinfizierenden Objekt auch über einen Bediener eingegeben werden.
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Der Desinfektionsvorgang läuft dann beispielsweise in folgender Weise ab. Der Bediener reinigt das zu desinfizierende Objekt zunächst von groben Verschmutzungen. Dann scannt der Bediener das Label, so dass alle relevanten Informationen über das Objekt inklusive Zieldosis an die Steuerung der Vorrichtung übermittelt werden. Im Anschluss wird das Objekt an die dafür vorgesehene Halteeinrichtung in der Desinfektionskammer gehängt und diese verschlossen. Über ein Bedienfeld der Vorrichtung wird der Desinfektionsvorgang gestartet. Nach wenigen Minuten ist der Vorgang abgeschlossen und die Vorrichtung setzt den Bediener vorzugsweise über ein optisches und/oder akustisches Signal davon in Kenntnis. Danach kann das Objekt entnommen werden und ist desinfiziert und wieder einsatzbereit.
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Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung können semikritische Medizinprodukte, insbesondere Medizinprodukte der Kategorie semikritisch A, in einem einfach validierbaren Prozess schnell und zuverlässig desinfiziert werden. Es wird dabei eine Objekt- bzw. Instrumenten-spezifische Bestrahlung durchgeführt, so dass Geräte und Instrumente unterschiedlicher Geometrie und Beschaffenheit den gleichen hochwertigen Desinfektionsprozess in einem universell einsetzbaren Gerät, der vorgeschlagenen Vorrichtung, unterliegen. Die Vorrichtung eignet sich natürlich auch für die Desinfektion von Geräten und Instrumenten in Reinräumen der Arzneimittelherstellung oder auch von nichtmedizinischen Objekten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorgeschlagene Vorrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung; und
- 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Abstrahlcharakteristik der unterschiedlichen Gruppen von Strahlungsquellen.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Die vorgeschlagene Vorrichtung weist eine Desinfektionskammer 1 auf, die im Beispiel der 1 stark schematisiert dargestellt ist. Die Desinfektionskammer 1 ist in diesem Beispiel in Form eines stehenden, geraden Kreiszylinders ausgebildet und weist einen zylindrischen Innenraum auf. Die äußere Form der Desinfektionskammer 1 kann bei zylindrischem Innenraum selbstverständlich auch nicht-zylindrisch sein. Im vorliegenden Beispiel weist diese Desinfektionskammer 1 eine verschließbare Klappe auf, durch die ein zu desinfizierendes medizinisches Instrument 2 in den Innenraum der Kammer 1 eingebracht werden kann. Es ist auch möglich die Desinfektionskammer 1 aus zwei Halbschalen zu konstruieren, die sich entsprechend aufklappen lassen. Das medizinische Instrument 2 wird dabei an einer Aufhängeeinrichtung 4 im Innenraum der Desinfektionskammer 1 aufgehängt. An der den Innenraum seitlich begrenzenden Innenwand der Desinfektionskammer 1 sind im vorliegenden Beispiel zwei Gruppen 3A, 3B von Strahlungsquellen in unterschiedlicher Höhe des Innenraums angeordnet. Beide Gruppen 3A, 3B sind in diesem Beispiel aus streifenförmigen LED-Arrays gebildet, wie dies schematisch angedeutet ist. Die obere Gruppe 3A der Strahlungsquellen beleuchtet dabei einen oberen Bereich des zu desinfizierenden Instruments 2, die untere Gruppe 3B den verbleibenden unteren Bereich. Die LED-Arrays jeder Gruppe 3A, 3B sind dabei gleichmäßig um den Umfang des Innenraums verteilt angeordnet. Die Innenwand der Desinfektionskammer ist mit einer in diesem Beispiel nicht erkennbaren Beschichtung versehen, welche die von den Strahlungsquellen emittierte UV-Strahlung diffus reflektiert. Die Aufhängevorrichtung 4 wird über eine nicht dargestellte Dreheinrichtung während der Desinfektion um die Zylinderachse der Desinfektionskammer 1 gedreht. Der Desinfektionsvorgang wird über das Bedienfeld 5 gestartet, das an der Außenseite der Desinfektionskammer 1 angeordnet ist. Die beiden Gruppen von Strahlungsquellen 3A, 3B sind über eine in der Figur nicht dargestellte Steuerung getrennt voneinander ansteuerbar, so dass der obere Bereich des Instruments 2 mit einer anderen Intensität bestrahlt werden kann als der untere Bereich.
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2 zeigt hierzu beispielhaft in einem Längsschnitt die Abstrahlcharakteristik der beiden Gruppen von Strahlungsquellen 3A, 3B, durch die das Instrument 2 über seine gesamte Länge beleuchtet wird. In diesem Beispiel beträgt der Abstrahlwinkel der oberen Gruppe von Strahlungsquellen 3A lediglich 60°, der Abstrahlwinkel der unteren Gruppe etwa 150°. Dies wird durch unterschiedliche Vorsatzlinsen vor den jeweiligen Strahlungsquellen der unterschiedlichen Gruppen 3A, 3B erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Desinfektionskammer
- 2
- medizinisches Instrument
- 3A, 3B
- Gruppen von Strahlungsquellen
- 4
- Aufhängeeinrichtung
- 5
- Bedienfeld
