ES2576110T3 - Aparato y método mejorados para la medición de la concentración de gases en una cámara de esterilización - Google Patents

Abstract

Un aparato para medir la concentración de un gas en una cámara de esterilización (12) rodeado por un recipiente (10), que comprende: (a) al menos una fuente de luz (20) que emite luz de la que al menos una primera parte (28) se dirige a lo largo de una trayectoria que no interseca con la cámara de esterilización y de la que una segunda parte (30) se dirige a lo largo de una trayectoria que pasa a través de al menos una parte de la cámara de esterilización, (b) un primer detector (32) que recibe al menos algo de la luz de la primera parte; (c) un segundo detector (40) posicionado para recibir al menos algo de la luz de la segunda parte después de que la segunda parte haya pasado a través de la cámara de esterilización y (d) un controlador (42) que está configurado para: (i) recibir señales desde al menos el primer y el segundo detectores, (ii) procesar las señales para determinar cambios en la salida de dicha al menos una fuente de luz, pérdida de luz y absorción debido a componentes del aparato, y la concentración de gas en la cámara de esterilización, (iii) comparar los intervalos de operación esperados creados basándose en datos históricos almacenados con señales recibidas desde al menos uno de los detectores para identificar problemas, y (iv) generar señales de salida basándose en la concentración de gas en la cámara de esterilización.

Description

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DESCRIPCION

Aparato y metodo mejorados para la medicion de la concentracion de gases en una camara de esterilizacion Antecedentes de la invencion

I. Campo de la invencion

La presente invencion se refiere en general a la esterilizacion de articulos usando un gas o vapor como esterilizante y mas particularmente a la determinacion de la concentracion de uno o mas gases en una camara de esterilizacion.

II. Descripcion de la tecnica anterior

Las superficies de virtualmente todos los objetos estan cubiertas con agentes transmisibles tales como hongos, bacterias y virus. Es necesario frecuentemente esterilizar objetos tales como productos alimenticios, envases, materiales biologicos e instrumentos medicos para eliminar o hacer esteriles dichos agentes transmisibles. En el pasado se han usado varios metodos para la esterilizacion de objetos. Los metodos conocidos de esterilizacion incluyen el calentamiento y los tratamientos quimicos.

La esterilizacion por calor implica la aplicacion de vapor o calor seco a los objetos que se van a esterilizar durante un periodo de tiempo adecuado. Aunque este metodo de esterilizacion es efectivo para muchos objetos, la esterilizacion por calor no es adecuada para objetos afectados de modo adverso por el calor. Los objetos sometidos a esterilizacion por calor pueden alcanzar 100 °C a 120 °C, temperaturas suficientemente altas para provocar danos al objeto. Adicionalmente, la esterilizacion por calor requiere frecuentemente grandes cantidades de energia electrica y agua. Estos recursos no estan siempre facilmente disponibles en localizaciones remotas tales como en asentamientos en campo militares. Los productos quimicos que se han usado en el pasado para esterilizar objetos incluyen alcoholes, aldehidos, fenoles, ozono, oxido de etileno, y peroxido de hidrogeno. La esterilizacion usando productos quimicos puede llevarse a cabo a temperaturas mas bajas y puede ser altamente efectiva cuando se esterilizan articulos sensibles al calor. Sin embargo, debe tenerse cuidado para asegurar que todas las superficies se esterilizan. Esta es una tarea dificil cuando se esterilizan cateteres, tubos, y otros objetos con espacios pequenos, dificiles de alcanzar. Para penetrar en dichos espacios, se han usado como esterilizantes productos quimicos en forma gaseosa o de vapor.

Varios gases y vapores se han usado como esterilizantes cuando se esterilizan objetos sensibles al calor. (Las palabras “gas" y “vapor” en su forma singular y plural se usaran de modo intercambiable en el presente documento a continuacion para referirse genericamente tanto a gases como a vapores). El cuidado y manejo apropiados de dichos esterilizantes es crucial debido a su naturaleza potencialmente toxica. El uso de gas peroxido de hidrogeno como esterilizante ofrece ciertas ventajas. Primero, tiene propiedades no toxicas a bajas concentraciones y por lo tanto no es prohibitivo para el manejo humano. Segundo, a bajas concentraciones el peroxido de hidrogeno no es corrosivo y puede almacenarse por lo tanto durante largos periodos de tiempo. Incluso a altas concentraciones puede emplearse un envasado adecuado para proteger a los seres humanos frente a la exposicion. Cuando esta apropiadamente envasado, la vida de almacenamiento de las soluciones esterilizantes de peroxido de hidrogeno puede ser de multiples anos de duracion. Tercero, el peroxido de hidrogeno se degrada en agua y oxigeno, dos subproductos no toxicos. Cuarto, la esterilizacion usando gas peroxido de hidrogeno como esterilizante puede realizarse a temperaturas mas bajas (55 °C a 60 °C) que la esterilizacion por calor. Virtualmente todos los productos que requieren esterilizacion no son afectados adversamente por las temperaturas en este intervalo. Quinto, la esterilizacion por gas peroxido de hidrogeno requiere menos energia que la esterilizacion por calor y esencialmente nada de agua.

Cuando se usa gas peroxido de hidrogeno como esterilizante, la concentracion de gas peroxido de hidrogeno en una camara de esterilizacion debe mantenerse dentro de un intervalo especifico durante un tiempo predeterminado para asegurar la apropiada esterilizacion. El intervalo de concentracion de peroxido de hidrogeno y el tiempo mas eficiente y efectivo dependen de los materiales es ser esterilizados, la carga de esterilizacion y otros factores ambientales y operacionales. Por esta razon es importante supervisar con precision la concentracion de peroxido de hidrogeno a todo lo largo del proceso de esterilizacion. Lo mismo es verdad para otros gases esterilizantes.

Se han empleado varias tecnicas en la tecnica anterior para determinar la concentracion del peroxido de hidrogeno en una camara de esterilizacion. Varias tecnicas quimicas para la medicion de concentraciones de vapor o gas peroxido de hidrogeno se desvelan en las Patentes de Estados Unidos n.° 6.491.881 y 6.953.549. Tecnicas electricas para la medicion de concentraciones de vapor o gas peroxido de hidrogeno se desvelan en las Patentes de Estados Unidos n.° 6.933.733 y 6.946.852. Tecnicas termicas para la medicion de concentraciones de vapor o gas peroxido de hidrogeno se desvelan en la Patente de Estados Unidos n.° 4.843.867. Todas estas tecnicas requieren metodos de calibration sofisticados y padecen de su naturaleza invasiva.

Se han empleado tambien tecnicas opticas para determinar la concentracion de gas peroxido de hidrogeno y vapor de agua dentro de la camara de esterilizacion. Cuando se usan dichas tecnicas opticas, se realiza un intento para

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medir la absorcion de la radiacion electromagnetica por los contenidos gaseosos de la camara de esterilizacion y calcular la concentration basandose en la cantidad de absorcion medida. Es conocido que el gas peroxido de hidrogeno absorbe fuertemente la luz en zonas del espectro ultravioleta. Es conocido que el vapor de agua absorbe fuertemente la luz en zonas del espectro infrarrojo. Sin embargo, estas tecnicas de la tecnica anterior fallan al tener en cuenta completamente factores que pueden afectar a las mediciones tomadas y, por ello, a cualquier calculo de la concentracion.

Las Patentes de Estados Unidos n.° 5.600.142; 5.847.392 y 5.847.393 desvelan metodos que emplean un espectrometro para tomar medidas en varias longitudes de onda del espectro (por ejemplo, 1420 nm, 915-959 nm, 1350-1400 nm, y/o 1830-2000 nm). A partir de estas lecturas, se realiza un intento para determinar la concentracion de agua y peroxido de hidrogeno en la camara. Los metodos desvelados en las patentes son muy caros de implementar con tiempos de respuesta lentos. Tambien, los metodos descritos fallan al tener en cuenta factores distintos de la concentracion que pueden afectar a las mediciones y, por ello, al calculo de la concentracion.

La Patente de Estados Unidos n.° 6.875.399 desvela un sistema de esterilizacion que incluye un sensor para la detection de un componente, tal como vapor de peroxido de hidrogeno, en un vapor de componentes multiples, tal como una mezcla de peroxido de hidrogeno vapor y agua suministrada a una camara del sistema. El sensor usa preferiblemente un intervalo de longitudes de onda en el que el peroxido de hidrogeno absorbe fuertemente, pero otros componentes del vapor, tal como el agua, no. Aunque esto evita la necesidad de usar complejos procedimientos de sustraccion normalmente usados para eliminar la contribution del agua u otras sustancias a las mediciones de absorbancia detectadas, falla al acometer otros factores que puedan afectar a la medicion. Por ejemplo, la Patente de Estados Unidos n.° 6.875.399 desvela una sonda dentro de la camara de esterilizacion que puede quedar recubierta con materiales que afectaran a su rendimiento. Tambien, el sistema descrito en la patente no tiene en cuenta otros factores que puedan afectar a las mediciones tales como cambios en la production de la fuente de luz, luz desde otras fuentes u otros factores que pueden afectar a las mediciones de absorcion de luz.

La Patente de Estados Unidos n.° 7.157.045 desvela un vaporizador que suministra peroxido de hidrogeno y vapor de agua a una zona de desinfeccion o esterilizacion de alto nivel. Los detectores de luz detectan la luz que ha atravesado una zona de la camara de tratamiento en una primera zona estrecha del espectro que es absorbida por el vapor de peroxido de hidrogeno, una segunda zona estrecha del espectro que es absorbida por vapor de agua y una tercera zona estrecha del espectro que no es absorbida ni por el vapor de peroxido de hidrogeno ni el vapor de agua. A partir de estas mediciones, se mide una absorbancia o transmitancia a partir de las que se determinan las concentraciones de peroxido de hidrogeno y vapor de agua. El detector usado para detectar la luz en la tercera zona del espectro se pretende que proporcione lecturas de intensidad de fondo. De nuevo, este sistema padece de los problemas explicados anteriormente. Tambien, la luz en la tercera zona del espectro puede ser absorbida por las partes o contenidos de la camara en algun grado dando como resultado calculos de concentracion incorrectos. Los problemas de diagnostico con la camara, su contenido y el sistema de medicion de concentracion en si se hace mas dificil por el diseno del sistema de medicion de la Patente de Estados Unidos n.° 7.157.045.

La Patente de Estados Unidos n.° 6.269.680 desvela un intento de uso de luz ultravioleta para determinar la concentracion de vapor de peroxido de hidrogeno. Sin embargo, las lamparas desveladas para su uso en esta patente varian en su salida cuando se calientan y por lo tanto introducen el potencial para la creation de variaciones de luminosidad que afectan a la medicion. Adicionalmente, las lamparas desveladas para su uso emiten grandes cantidades de calor creando una necesidad para mantener una temperatura constante en el dispositivo de medicion para obtener una medicion precisa. Este requisito de mantener la temperatura se anade a la complejidad y coste del sistema.

A la vista de lo anterior, existe una necesidad real de un metodo y aparato no invasivo, en tiempo real, de bajo coste y preciso para la determination de la concentracion de un gas esterilizante en una camara de esterilizacion. De la misma manera, existe una necesidad real de dicho aparato y metodo que pueda medir tambien la concentracion de vapor de agua u otros gases en la camara de esterilizacion. Adicionalmente, existe una necesidad de que el sistema de medicion de concentracion permita una evaluation precisa y un diagnostico de los problemas que puedan surgir durante la esterilizacion. Estas necesidades se acometen totalmente por la presente invention.

La Solicitud de Patente de Estados Unidos n.° 2004/0013777(A1) desvela un metodo y sistema para la produccion de un medio gaseoso que contiene un agente de esterilizacion y para la supervision y regulation de la concentracion y calidad del medio gaseoso. Mediante la medicion tambien de la intensidad de luz emitida desde la fuente de luz que no ha pasado aun a traves de la muestra de medicion, simultaneamente con las mediciones de la absorbancia de luz permitida a traves de la muestra, puede determinarse la concentracion real con una precision mejorada.

Sumario de la invencion

Un primer objetivo de la presente invencion es proporcionar un aparato capaz de tomar mediciones de concentracion altamente precisas de esterilizantes u otros gases en una camara de esterilizacion.

Un segundo objetivo de la presente invencion es proporcionar dicho aparato capaz de tomar dichas mediciones en

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tiempo real.

Un tercer objetivo de la invencion es proporcionar dicho aparato que sea altamente efectivo en la medicion de concentraciones de gas peroxido de hidrogeno dentro de la camara.

Un cuarto objetivo de la invencion es proporcionar dicho aparato que pueda detectar tambien con precision la presencia de vapor de agua en la camara de esterilizacion.

Un quinto objetivo de la invencion es proporcionar dicho aparato que pueda medir con precision la concentracion de vapor de agua en la camara de esterilizacion.

Un sexto objetivo de la invencion es proporcionar dicho aparato que pueda medir con precision y por separado la concentracion de al menos dos gases, por ejemplo gas peroxido de hidrogeno y vapor de agua.

Un septimo objetivo de la presente invencion es proporcionar dicho aparato que sea de bajo coste, eficiente energeticamente, altamente preciso y simple de mantener.

Un octavo objetivo de la invencion es validar un sistema que pueda notificar y registrar dichas mediciones.

Un noveno objetivo de la invencion es proporcionar un sistema que pueda usar dichas mediciones para controlar la concentracion de gas esterilizante dentro de la camara de esterilizacion.

Un decimo objetivo de la invencion es proporcionar dicho aparato que permite que las mediciones registradas se usen para finalidades de diagnostico y control de calidad.

Un undecimo objetivo de la invencion es proporcionar un aparato que realice determinaciones precisas de concentracion usando al menos una fuente de luz y al menos un par de detectores.

Un duodecimo objetivo de la invencion es proporcionar un aparato que tenga en cuenta cambios en la salida de las fuentes de luz usadas que en caso contrario afectarian a la precision de las mediciones de concentracion.

Un decimotercer objetivo de la invencion es proporcionar dicho aparato que tiene en cuenta otros factores elementales para asegurar la precision de las mediciones.

Un decimocuarto objetivo de la invencion es proporcionar un aparato que use dichas mediciones de concentracion para calcular e informar de otra informacion pertinente al proceso de esterilizacion.

Un decimoquinto objetivo de la presente invencion es usar dicho aparato para emplear metodos adecuados para supervision, informacion y control del proceso de esterilizacion.

Un decimosexto objetivo de la presente invencion es proporcionar dicho aparato que pueda emplearse virtualmente en cualquier lugar, incluso en donde esten limitadas las fuentes de agua y energia electrica.

Un decimoseptimo objetivo de la invencion es proporcionar un aparato que proporcione informacion de diagnostico en relacion a la camara de esterilizacion, su contenido y la operacion del equipo usado para medir la concentracion.

Estos y otros objetivos pueden satisfacerse por la presente invencion que puede emplearse virtualmente en cualquier lugar del mundo para esterilizar envases, equipos medicos y suministros y otros objetos. La presente invencion proporciona un aparato y metodo para la medicion de la concentracion de un gas esterilizante, tal como peroxido de hidrogeno, en una camara de esterilizacion. Este metodo y aparato es no invasivo, de bajo coste, consume relativamente poca energia electrica, toma mediciones precisas en tiempo real, y proporciona informacion de diagnostico util.

Una realizacion del aparato incluye un recipiente que encapsula una camara de esterilizacion, una fuente de luz, un divisor de haz, primer y segundo detectores y un controlador. El recipiente puede incluir tambien una abertura que pueda sellarse usada para insertar articulos que se van a esterilizar dentro y retirar los articulos esterilizados de la camara de esterilizacion. El recipiente incluye tambien un primer orificio para inyeccion de un gas esterilizante tal como peroxido de hidrogeno dentro de la camara, un segundo orificio para suministrar aire a la camara y un tercer orificio para la evacuacion de gases desde la camara.

La fuente de luz genera un haz de luz dirigida hacia el divisor de haz. El divisor de haz divide el haz de luz en una primera y segunda partes. La primera parte se dirige hacia y alcanza el primer detector sin pasar a traves de la camara de esterilizacion. La segunda parte es dirigida a traves de al menos una parte de la camara de esterilizacion hacia el segundo detector. El primer y segundo detectores miden cada uno la intensidad de la luz que reciben. Elecciones apropiadas de fuentes de luz y filtros producen longitudes de onda que se conoce son absorbidas por el gas esterilizante, pero no por otros materiales que probablemente esten en la trayectoria del haz. El controlador

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recibe las senales de salida desde el primer detector y el segundo detector en tiempo real. Las senales desde el primer detector y el segundo detector se usan por el controlador para calcular la concentracion de esterilizante. Para mejorar la precision de la presente realizacion, pueden usarse varios filtros, lentes, espejos y otros de dichos dispositivos opticos para dirigir y controlar el contenido del haz que se propaga al divisor de haz y las partes que se propagan desde el divisor de haz a los detectores.

Las senales proporcionadas al controlador por el primer y segundo detectores se refieren a la concentracion de gas esterilizante (por ejemplo peroxido de hidrogeno) en la camara. De ese modo, la concentracion puede determinarse por el controlador en tiempo real. Dichas determinaciones de concentracion pueden notificarse al usuario a traves de una pantalla o imprimirse o almacenarse electronicamente como parte de un registro en la memoria del controlador. De la misma manera, el controlador puede usar dichas mediciones de concentracion para crear, registrar y notificar otra informacion relevante al proceso de esterilizacion. Ejemplos de dicha informacion incluyen concentracion de pico, concentracion integrada durante un periodo de tiempo predeterminado, concentracion promedio en el tiempo, tiempo por encima de una concentracion de umbral, concentracion integrada durante el periodo en el que la concentracion excede un umbral predeterminado, y velocidad de cambio en la concentracion. Dichos datos pueden usarse tambien para finalidades de diagnostico. Por ejemplo, pueden evaluarse cambios en la concentracion para ver si caen dentro o fuera de los intervalos anticipados. Los cambios en la concentracion que caen fuera de los intervalos anticipados pueden indicar condiciones que afecten negativamente a la capacidad de esterilizacion del equipo de esterilizacion. El controlador tambien puede usar dichas determinaciones de concentracion para proporcionar control en tiempo real de la concentracion de esterilizante en la camara de esterilizacion. Por ejemplo, el controlador puede proporcionar senales de control a valvulas u otros equipos usados para inyectar gas esterilizante dentro de la camara de esterilizacion o sangrar el contenido de la camara de esterilizacion.

Otras realizaciones de la invencion proporcionan la deteccion de la concentracion de dos gases en la camara de esterilizacion, por ejemplo peroxido de hidrogeno y agua. Estas realizaciones incluyen o bien una fuente de luz que emite luz en dos intervalos de longitudes de onda distintos o bien dos fuentes de luz separadas generando cada una luz en un intervalo diferente. Estas realizaciones alternativas tambien incluyen tres o mas detectores, un controlador y otros dispositivos opticos para controlar, dirigir y filtrar la luz. En una de dichas realizaciones, un divisor de haz divide la luz que emana de una fuente de luz en una primera y segunda partes. La primera parte, menor, de la luz se dirige a lo largo de una trayectoria que no interseca con la camara de esterilizacion hacia el primer detector. La segunda parte, principal, se dirige a traves de la camara de esterilizacion a traves de un segundo y tercer detectores. Esta realizacion puede ser operada en varios modos diferentes. En un modo el tercer detector no es operacional y el primer y segundo detectores funcionan como en la primera realizacion para determinar la concentracion de un esterilizante tal como peroxido de hidrogeno. En otro modo, el segundo detector no es operacional y el primer y tercer detectores se usan para o bien detectar o bien medir la concentracion de otro gas tal como vapor de agua. En un tercer modo los tres detectores son operacionales y se realizan las mediciones de las concentraciones respectivas de los gases. Los tres modos son posibles debido a que la fuente de luz emite luz y el segundo y tercer detectores detectan la absorcion de luz en dos intervalos diferentes, un primer intervalo de longitudes de onda que se conoce es absorbido por el primer gas (pero no por el segundo gas) y el segundo intervalo de longitudes de onda que se conoce es absorbido por el segundo gas (pero no por el primer gas). Por ejemplo, cuando se desean mediciones de agua y peroxido de hidrogeno, el segundo detector se selecciona para detectar longitudes de onda en el espectro ultravioleta que se conoce es absorbido por el gas peroxido de hidrogeno pero no por el agua, y el tercer detector se selecciona para detectar longitudes de onda en el intervalo infrarrojo conocido por ser absorbido por el vapor de agua, pero no por el peroxido de hidrogeno.

Las varias realizaciones de la presente invencion pueden emplearse para realizar una esterilizacion efectiva a traves de una informacion y control en tiempo real de la concentracion de gas esterilizante en la camara de esterilizacion. Este metodo incluye generalmente las siguientes etapas: (a) proporcionar una camara de esterilizacion que tenga una entrada que pueda sellarse a traves de la que se cargan los objetos que se van a esterilizar dentro de la camara de esterilizacion, y una entrada separada a traves de la que entra el esterilizante en la camara de esterilizacion; (b) la carga de al menos un articulo que se va a esterilizar dentro de la camara de esterilizacion a traves de la entrada que puede sellarse y sellado de la entrada que puede sellarse; (c) evacuacion de la presion dentro de la camara de esterilizacion hasta una presion predeterminada; (d) habilitar una fuente de luz de modo que una primera parte de la luz se dirija hacia un primer detector sin pasar a traves de la camara de esterilizacion y una segunda parte de luz se dirija a traves de la camara de esterilizacion a un segundo detector; (e) la introduccion de un esterilizante dentro de dicho contenedor de vaporizacion; y (f) el uso del controlador para recibir y procesar senales desde el primer detector y el segundo detector para determinar la concentracion de esterilizante en la camara de esterilizacion. En el metodo anterior, el nivel de concentracion del esterilizante dentro de la camara de esterilizacion puede determinarse usando o bien la ley de Beer-Lambert:

lL,t = Io,t exp[-a(.A)nL]

o bien una version modificada de la ley de Beer-Lambert:

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lL,t = Il, 0

r, t

i

r,o

v y

exp[-o(^)nL]

Los objetos, atributos, ventajas y caracteristicas novedosas de la presente invencion se comprenderan mejor a partir de una lectura de la descripcion detallada a continuacion junto con los dibujos adjuntos.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama esquematico del sistema global de una primera realizacion preferida de la presente invencion.

La Figura 2 es un diagrama esquematico del sistema global de una segunda realizacion de la presente invencion.

La Figura 3 es un diagrama esquematico del sistema global de una tercera realizacion de la presente invencion.

La Figura 4 es un diagrama esquematico del sistema global de una cuarta realizacion de la presente invencion.

La Figura 5 es un diagrama esquematico del sistema global de una quinta realizacion de la presente invencion.

La Figura 6 es un diagrama esquematico del sistema global de una sexta realizacion de la presente invencion.

La figura 7 es un diagrama de flujo que representa un metodo para medir la concentracion de esterilizante dentro de la camara de esterilizacion.

Descripcion detallada

La presente invencion se refiere a la esterilizacion de objetos usando un gas esterilizante. Para asegurar una esterilizacion apropiada, la concentracion de esterilizante en la camara de esterilizacion debe mantenerse dentro de un intervalo especifico durante un periodo de tiempo adecuado. El intervalo de concentracion apropiado y la duracion de tiempo dependeran de los objetos que se van a esterilizar, la carga de esterilizacion y otros varios factores. La presente invencion supervisa y controla la concentracion de gas esterilizante a lo largo del tiempo para asegurar una esterilizacion efectiva y eficiente.

La Figura 1 muestra la presente invencion en su forma mas simple. Tal como se muestra, la presente realizacion incluye un recipiente 10 que rodea una camara de esterilizacion 12. El recipiente 10 tiene una puerta 14 que puede sellarse a traves de la que pueden colocarse los articulos que se van a esterilizar dentro de la camara 12 y los articulos que han sido esterilizados pueden retirarse de la camara 12. El recipiente 10 incluye tambien un orificio 16 a traves del que puede anadirse gas esterilizante a la camara 12, un orificio 18 a traves del que el contenido gaseoso de la camara 12 puede retirarse del recipiente 10, y un orificio 19 a traves del que puede introducirse aire dentro de la camara. Normalmente, se acoplara un mecanismo de valvula (no mostrado) al orificio 16 para controlar la adicion de esterilizante a la camara. Se acopla un mecanismo de valvula similar (no mostrado) al orificio 19. Tambien se acopla normalmente una valvula y bomba (no mostradas) al orificio 18 para evacuar la camara 12.

La Figura 1 tambien muestra el sistema detector de la presente invencion. Tal como se muestra, el sistema detector comprende una fuente de luz 20 y un reflector parabolico 22 que colima y dirige la luz emitida desde la fuente de luz 20 a traves de un filtro 24 y sobre un divisor de haz 26. La seleccion de la fuente de luz se basa en un cierto numero de factores. Quizas el mas importante es que la fuente de luz genere luz a longitudes de onda que se absorban por el esterilizante usado. De la misma forma, el filtro 24 se selecciona para filtrar la luz a longitudes de onda distintas de aquellas que probablemente sean absorbidas por el gas esterilizante. El filtro 24 sirve asi para eliminar ruido en el sistema que podria ser causado por luz de otras longitudes de onda.

El divisor de haz 26 divide la luz filtrada en una primera parte menor 28 y una segunda parte principal 30. Tal como se muestra, la primera parte menor se dirige sobre un primer detector 32 que detecta la intensidad de la luz filtrada que alcanza el primer detector 32. La segunda parte principal 30 se dirige sobre un espejo 34 que refleja esta parte de la luz filtrada a traves de una primera area de transmision de luz tal como la ventana 36 en la pared del recipiente 10, a traves de la camara de esterilizacion 12, a traves de una segunda area de transmision de luz tal como la ventana 38 en la pared opuesta del recipiente 10 y sobre el segundo detector 40 que detecta la intensidad de la luz filtrada que alcanza el segundo detector 40. Las lineas de puntos en la Figura 1 representan carcasas o placas que cubren los componentes del sistema de detection. Estas carcasas impiden que la luz ambiente alcance el primer detector 32 y el segundo detector 40. Las carcasas tambien protegen al usuario de la exposition a luz UV.

El primer detector 32 y segundo detector 40 transmiten cada uno senales a un controlador 42. Estas senales representan la intensidad de luz recibida por los detectores 32 y 40. Como se explica con mayor detalle a continuacion, estas senales se comparan y usan por el controlador para determinar la concentracion de gas esterilizante en la camara 12. Especificamente, estas senales se pueden usar a continuacion para determinar cuanta de la luz dirigida al detector 40 fue absorbida por el esterilizante en la camara 12. El grado de absorcion es funcion de la concentracion del esterilizante. El detector 32 actua como detector de referencia. Las senales del detector 32 se usan para detectar y tener en cuenta variaciones en la salida de la lampara 20 y condiciones medioambientales.

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Las Figuras 2 y 3 muestran realizaciones alternativas similares del sistema de deteccion de la presente invencion. En estas realizaciones, una fuente de luz 20 dirige la luz a traves de una lente de colimacion 23 sobre el divisor de haz 26. Un ejemplo de dicha lente de colimacion incluye un reflector parabolico que puede usarse solo o en combinacion con otras lentes opticas para mejorar la colimacion de la luz. El divisor de haz 26 divide la luz de la fuente de luz 10 en una primera parte menor 28 y una segunda parte principal 30. La primera parte menor 28 pasa a traves de un filtro 29 y sobre un primer detector 32. La segunda parte principal 30 pasa a traves de una primera ventana 36, la camara de esterilizacion 12, una segunda ventana 38, una segunda lente de colimacion 39, un segundo filtro 41 y un segundo detector 40. De nuevo, las lineas de puntos indican carcasas opacas que impiden que la luz ambiente alcance los detectores 32 y 40. Los filtros 29 y 41 estan preferiblemente emparejados. Los filtros se seleccionan para filtrar longitudes de onda de luz no absorbidas normalmente por el esterilizante para reducir el ruido en el sistema. La fuente de luz 20 se selecciona para proporcionar luz en las longitudes de onda que probablemente sean absorbidas por el esterilizante. Los detectores 32 y 40 envian senales al controlador 42 indicativas de la intensidad de luz detectada por los dos detectores 32 y 40. El detector 32 actua como un detector de referencia que tiene en cuenta variaciones en la salida de la fuente de luz 20. Las senales proporcionadas por este detector pueden proporcionar tambien otra informacion importante en relacion a la operacion del sistema. El controlador 42 procesa entonces estas senales en tiempo real para determinar la concentracion de gas esterilizante en la camara de esterilizacion.

La Figura 4 muestra otra realizacion alternativa de la presente invencion. En la Figura 4, la fuente de luz 20 emite luz que se dirige a traves de la primera lente de colimacion 23 a un divisor de haz 26. El divisor de haz 26 divide la luz en una primera parte menor 28 y una segunda parte principal 30. La primera parte menor 28 se dirige a traves de un primer filtro 29 y sobre un detector de referencia 32. La segunda parte principal 30 se dirige a traves de la ventana 36, la camara de esterilizacion 12, y ventana 38 a un espejo 34. El espejo 34 se coloca preferiblemente en una posicion fuera de la camara de esterilizacion 12 de modo que el espejo 34 permanece libre de materiales que podrian recubrir el espejo y comprometer las calidades de reflectividad del espejo. El espejo 34 refleja entonces la luz de vuelta a traves de esta ventana 38, la camara de esterilizacion 12, y ventana 36. La parte restante no absorbida de la segunda parte principal 30 pasa entonces a traves de la lente 39 que enfoca esta luz a traves del filtro 41 y el detector 40.

La realizacion mostrada en la Figura 4 ofrece varias ventajas potenciales. Primero, la fuente de luz 20 y los dos detectores 32 y 40 pueden localizarse dentro de una unica carcasa. Segundo, el cableado al controlador 42 es menos engorroso. Tercero, la segunda parte principal 30 de la luz pasa a traves del esterilizante en la camara 12 dos veces lo que incrementa la cantidad de absorcion que tiene lugar. La fuente de luz 20 y los filtros 29 y 41 se seleccionan de nuevo basandose en las caracteristicas de absorcion de luz del esterilizante usado. La fuente de luz 20 proporciona luz en longitudes de onda que probablemente sean absorbidas y los filtros 29 y 41 filtran la luz a longitudes de onda no absorbidas por el esterilizante para reducir ruido en el sistema. Naturalmente, los otros componentes opticos tales como las ventanas 36 y 38, las lentes 23 y 39 y el divisor de haz 26 deberian disenarse para permitir que esas longitudes de onda absorbidas por el esterilizante pasen. Esto permite que el controlador 42 calcule con precision la concentracion de esterilizante basandose en los cambios en las senales de intensidad que recibe de los detectores 32 y 40 despues de tener en cuenta la informacion relativa a cambios en la salida de la fuente de luz proporcionada por el detector 32.

La Figura 5 muestra una realizacion alternativa que puede emplearse cuando es deseable o bien detectar o bien medir la concentracion de un segundo gas. La realizacion mostrada en la Figura 5 es altamente efectiva cuando los dos gases absorben longitudes de onda de luz en diferentes zonas del espectro electromagnetico.

La realizacion mostrada en la Figura 5 tiene un par de fuentes de luz 20 y 20a. La fuente de luz 20 emite luz que incluye un intervalo de longitudes de onda que se conoce es absorbido por el primer gas, pero no por el segundo gas. La fuente de luz 20a emite luz en el intervalo de longitud de onda que se conoce es absorbido por el segundo gas, pero no por el primer gas. La luz emitida por la fuente de luz 20 pasa a traves de una lente 23 a un divisor de haz 26. El divisor de haz 26 divide esta luz en una primera parte menor 28 y una segunda parte principal 30. La primera parte menor 28 se dirige a traves de un filtro 29 a un detector de referencia 32 sin intersecar la camara de esterilizacion 12. Este detector produce senales que varian con cambios en la salida de la fuente de luz 20. Dado que la luz que comprende la primera parte menor 28 no interseca con la camara 12, nada de esta luz es absorbida por el contenido de la camara. La segunda parte principal 30 se dirige desde el divisor de haz 26 a un espejo dicroico 34 que refleja esta luz (sin reduccion sustancial de esta luz) a traves de la ventana 36, la camara de esterilizacion 12 y la ventana 38. La luz desde la segunda fuente de luz 20a tambien se dirige sobre el espejo dicroico 34. El espejo dicroico 34 solo permite que la luz dentro de un cierto intervalo de longitudes de onda de la segunda fuente de luz 20a pase a traves de las ventanas 36 y 38 y la camara de esterilizacion 12. Esta luz esta en un intervalo de longitudes de onda que se conoce es absorbido por el segundo gas, pero no por el primer gas. Cualquier parte de la luz de o bien la fuente 20 o bien la fuente 20a que pasa a traves de la ventana 38 alcanza la lente 39. Esta luz es dirigida por la lente 39 sobre un par de filtros 41 y 43. El filtro 41 bloquea la luz distinta a la luz en el intervalo de longitudes de onda absorbido por el primer gas. El filtro 43 bloquea la luz distinta a la luz en el intervalo de longitudes de onda absorbidas por el segundo gas. La luz que pasa a traves del filtro 41 incide sobre un segundo detector 40. De la misma manera, la luz que pasa a traves del filtro 43 incide en un tercer detector 44. Se transmiten senales indicativas de la intensidad de la luz que alcanza los detectores 32, 40 y 44 por estos detectores

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al controlador 42.

El controlador 42 de la realizacion mostrada en la Figura 5 determina la concentration del primer gas mediante la comparacion de la intensidad de la luz recibida por los detectores 32 y 40. De nuevo, las senales desde el detector 32 notifican al controlador las variaciones producidas por cambios en la salida de la fuente de luz 20. Adicionalmente, si el controlador 42 determina que la intensidad detectada por el detector 44 no es tan alta como se anticipa, supone que el segundo gas esta presente y toma medidas correctoras. Si se esta interesado en la medicion precisa de la concentracion del segundo gas, seria una tarea simple anadir un segundo divisor de haz entre la segunda fuente de luz 20a y el espejo dicroico 34 asi como otro detector de referencia. Las senales desde este detector de referencia podrian compararse por el controlador 42 con las senales desde el detector 44 para proporcionar mediciones precisas en tiempo real de la concentracion del segundo gas y tener en cuenta las variaciones en la salida de la fuente de luz 20a.

La realizacion mostrada en la Figura 5 puede tener varios modos de operation. Por ejemplo, cuando se esterilizan articulos humedos es deseable a veces secar los articulos y eliminar un segundo gas (por ejemplo, vapor de agua) antes de que comience realmente la esterilizacion usando el primer gas. El proceso de secado puede ser tan simple como la aplicacion de un bajo nivel de calor y la evacuation de la camara hasta entre 0 Torr y 1 Torr. Durante este proceso de secado, la fuente de luz 20a puede iluminarse mientras la fuente 20 no. En este modo, el aparato mostrado puede usarse para detectar el vapor de agua. Si el aparato se modifica como se ha descrito anteriormente, puede medirse asimismo la concentracion del vapor de agua. Una vez estan secos los articulos que se van a esterilizar y la camara de esterilizacion 12, ya no es normalmente necesario detectar o medir vapor de agua. Por ello, esta disponible un segundo modo en el que la fuente de luz 20 se ilumina y la fuente de luz 20a no. En este modo, se realizan las mediciones de las concentraciones del primer gas esterilizante, pero no se realiza una detection o medicion del segundo gas. En otros casos, es deseable medir por separado la concentracion de los dos gases durante la esterilizacion. En un tercer modo de operacion, ambas fuentes de luz se iluminan y se toman dichas mediciones de concentracion. Los filtros y la optica deben impedir la interferencia desde las dos fuentes que operan juntas. Si se encuentra dicha interferencia, puede ser acometida facilmente mediante rapidos ciclos entre el primer y segundo modos. Esto puede realizarse tan rapidamente que las mediciones de los dos gases sean virtualmente constantes.

La Figura 6 desvela otra realizacion que puede usarse para producir mediciones separadas, en tiempo real de concentracion de los dos gases en la camara de esterilizacion. En esta realizacion, se usa una unica fuente de luz 20b para producir luz en dos intervalos de longitudes de onda separados y distintos. El primero de dichos intervalos es un intervalo que se conoce es absorbido por el primer gas, pero no por el otro gas. El segundo intervalo es un intervalo que se conoce es absorbido por el segundo gas, pero no por el primer gas.

La luz emitida por la fuente 20b pasa a traves de un dispositivo optico de colimacion 23 hasta un divisor de haz 26. Una primera parte menor 28 de la luz se dirige a traves de un filtro 29 a un detector 32. Una segunda parte principal 30 de la luz se dirige por el divisor de haz 26 a traves de la ventana 36, la camara de esterilizacion 12 y ventana 38. La luz que sale a traves de la ventana 38 se dirige por la optica de colimacion 39 a dos filtros 41 y 43. El filtro 41 elimina longitudes de onda de luz no absorbidas por el primer gas y el filtro 43 elimina longitudes de onda de luz no absorbidas por el segundo gas. De ese modo, la luz que pasa a traves del filtro 41 al detector 40 hace que el detector 40 genere senales indicativas de la absorcion de luz por el primer gas. De la misma forma, las senales generadas por el detector 44 son indicativas de la cantidad de absorcion de luz por el segundo gas. Dado que el detector 32 proporciona senales indicativas de cambios en la salida de la fuente de luz 20b, las senales desde los tres detectores 32, 40 y 44 proporcionan al controlador 42 la information necesaria no solo para detectar la presencia de los dos gases, sino tambien para medir con precision las concentraciones respectivas de cada uno de los dos gases.

Las varias realizaciones descritas anteriormente pueden emplearse con exito para supervisar y controlar la esterilizacion usando peroxido de hidrogeno como gas esterilizante. El peroxido de hidrogeno absorbe luz mas fuertemente en el espectro ultravioleta (UV) del espectro electromagnetico que lo que hace el vapor de agua que puede hallarse tambien en el sistema de esterilizacion. El agua, por otro lado, absorbe luz mas fuertemente en zonas del intervalo infrarrojo (IR) del espectro electromagnetico.

Cuando se emplean las realizaciones de las Figuras 1-4 para esterilizar usando peroxido de hidrogeno, la fuente de luz 20 es preferiblemente una fuente que emite luz en el intervalo UV. Ejemplos de dichas fuentes de luz incluyen lamparas de vapor de mercurio a baja presion, lamparas de deuterio, lamparas de xenon, diodos emisores de luz y diodos laser. El uso de un diodo emisor de luz (LED) se prefiere debido a que es mas facil de controlar y mas estable en uso intermitente. Se prefiere un LED que emita luz a aproximadamente 250 nanometros (nm) debido a su estrecha salida espectral en el intervalo facilmente absorbido por el peroxido de hidrogeno. Una lampara de vapor de mercurio tambien ofrece la ventaja de proporcionar una salida espectral dominada por el pico a 254 nm. Este esta de nuevo en el intervalo de longitudes de onda de luz facilmente absorbidas por el gas peroxido de hidrogeno. Dichas lamparas, sin embargo, tienen una salida que varia en intensidad cuando la lampara se calienta. El detector de referencia 32 de cada una de las realizaciones descritas anteriormente permite que el sistema de la presente invention tenga en cuenta todas las dichas variaciones en la salida de la fuente de luz 20. La selection de lentes,

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ventana y detector tambien dependen del esterilizante a ser usado. Cuando se usa peroxido de hidrogeno como esterilizante, las lentes 23 y 39 y las ventanas 36 y 38 de las realizaciones anteriormente descritas se construyen preferiblemente de cuarzo o silice fundido u otros materiales similares capaces de transmitir luz UV con la minima atenuacion. De modo similar, se prefiere un divisor de haz 26 hecho de cuarzo o silice fundido. Los divisores de haz hechos de cuarzo son muy eficientes y no absorben la luz en el intervalo UV en algun grado significativo. Dicho divisor de haz 26 puede dividir tambien la luz en una primera parte menor 28 y una segunda parte principal 30. La parte menor 28 contendra no mas de la mitad de la luz total que alcanza el divisor de haz 26. Preferiblemente, la primera parte menor 28 contendra solo aproximadamente del 1 al 50 por ciento de la luz generada por la fuente de luz 20. La segunda parte principal 30, cuando sale del divisor de haz 26, contendra al menos la mitad de la luz, y preferiblemente del 50 al 99 por ciento de la luz emitida por la fuente 20.

Los filtros 24, 29 y 41 son preferiblemente filtros paso bajo que permiten solo que pase la luz de las longitudes de onda deseadas a traves del filtro. Por ejemplo, los filtros 24, 29 y 41 son preferiblemente filtros paso bajo capaces de filtrar toda excepto la luz UV. De la misma manera, el filtro 43 es preferiblemente un filtro paso alto que permite que pase solo la luz en el intervalo del IR. Los detectores 23, 40 y 44 son preferiblemente un fotodiodo. Sin embargo, pueden usarse otros elementos fotovoltaicos. Estos detectores pueden estar controlados en temperatura hasta una temperatura uniforme, baja.

Cuando se ilumina la fuente de luz 20, genera luz UV. Esta luz UV se enfoca o bien mediante un reflector parabolico 22 (vease la Figura 1) o una lente de colimacion 23 sobre el divisor de haz 26. La primera parte menor de la luz (que representa no mas del cincuenta por ciento de la luz recibida por el divisor de haz 26) se dirige sobre el detector 32 que genera una senal representativa de la intensidad de la luz recibida. Tanto el filtro 24 como el filtro 29 residen entre la fuente de luz 20 y el detector 32 para impedir que la luz distinta a la luz UV alcance el detector 32. La segunda parte principal de la luz que alcanza el divisor de haz 26 se dirige a traves de la ventana 36, camara 12 y ventana 38 sobre el detector 40. De nuevo, puede emplearse una lente de colimacion 39 para enfocar esta luz sobre el detector 40. Si la luz no se ha filtrado ya, puede emplearse el filtro paso bajo 41 para eliminar sustancialmente todas excepto la luz UV. De nuevo, los varios elementos en la trayectoria entre el divisor de haz 26 y el detector 40 se seleccionan debido a que no absorben significativamente luz UV. Preferiblemente, solo el peroxido de hidrogeno en la camara 12 absorbe dicha luz en algun grado significativo. El detector 40 genera una senal representativa de la intensidad de la luz que recibe. El grado en el que esa senal se atenuara es funcion de la concentracion del peroxido de hidrogeno en la camara que absorbe el UV.

El controlador 42 que puede ser cualquier ordenador adecuado o controlador electronico, recibe y procesa las senales de los detectores 32 y 40. Cualquier cambio a lo largo del tiempo en la senal proporcionada al controlador 42 por el detector 32 refleja cambios en la salida de la fuente de luz 20. Los cambios a lo largo del tiempo en las senales proporcionadas por el detector 40 pueden ser resultado de o bien cambios en la salida de la fuente de luz 20 o bien cambios en la concentracion del peroxido de hidrogeno en la camara de esterilizacion 12. La logica del controlador 42 permite al controlador cancelar los cambios en la intensidad de la luz que emana de la fuente de luz 20 y calcular correctamente y notificar la concentracion de peroxido de hidrogeno en la camara de esterilizacion 12.

Cuando es deseable detectar la presencia de un segundo gas (por ejemplo vapor de agua) o medir su concentracion, puede emplearse la realizacion de la Figura 5. En esta realizacion, las mediciones de la concentracion de peroxido de hidrogeno son como se ha descrito anteriormente. En esta realizacion, se proporciona una segunda fuente de luz 20a. Esta segunda fuente de luz 20a emite luz en el intervalo del IR, es decir aproximadamente 1450 nm. Dicha luz se conoce que es facilmente absorbida por el vapor de agua y no por el vapor de peroxido de hidrogeno. Esta luz pasa a traves de la camara de esterilizacion 12 a una lente de colimacion 39. Esta luz es bloqueada por el filtro paso bajo 41 para que no alcance el detector 40. Esta luz, sin embargo, pasa a traves del filtro 43 al detector 44. Las senales del detector 44 se comparan por el controlador 42 con un valor de referencia. Una senal desde el detector 44 menor que este valor de referencia sugiere que vapor de agua en la camara 12 ha absorbido algo de la luz IR provocando una atenuacion de la senal desde el detector 44 al controlador 42. Si se desea medir la concentracion de vapor de agua, se anade otro detector de referencia de IR y divisor de haz. Las senales desde este detector de referencia adicional y detector 44 se comparan por el controlador para cancelar cambios en la salida de la fuente de luz 20a y calcular la concentracion de vapor de agua.

Los expertos en la materia apreciaran a partir de la realizacion mostrada en la Figura 6 que se podria usar una unica fuente de luz y dos detectores para poner en practica la presente invention. Por ejemplo, son conocidas las lamparas de vapor de mercurio con recubrimiento de fosforo. Dichas lamparas no solo emiten luz UV, sino tambien el recubrimiento de fosforo absorbe frecuencias seleccionadas de luz y a continuation re-emite luz en la zona del IR del espectro. La fuente de luz 20b es preferiblemente justamente dicha fuente de luz. Cuando se usa la realizacion de la Figura 6 en combination con un esterilizante de peroxido de hidrogeno, el divisor de haz 26 y las fuentes y ventanas previas usadas no deberian interferir con el paso ni de la luz UV ni de la IR. La realizacion de la Figura 6 puede emplearse para medir la concentracion del peroxido de hidrogeno basandose en la absorcion de la luz UV y medir la concentracion de vapor de agua basandose en la absorcion de la luz IR cuando la luz pasa a traves de la camara 12. Especificamente, el filtro 41 puede impedir que sustancialmente todas excepto la luz UV alcance el detector 40 y el filtro 43 puede impedir que sustancialmente todas excepto la luz IR alcance el detector 44. El controlador usa las senales desde el detector 32 para identificar cambios en la salida de la fuente de luz 20b. De ese

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modo, el controlador puede usar las senales desde el detector 40 para calcular la concentracion de peroxido de hidrogeno en la camara 12 y senales desde el detector 44 para calcular la concentracion de vapor de agua en la camara 12.

El controlador 42 usado en cualquiera de las realizaciones descritas puede realizar tambien varias tareas basandose en la detection de un gas o medicion de la concentracion de ese gas. El controlador 42 puede enviar los calculos de concentracion a una pantalla. El controlador puede tambien hacer sonar una alarma o iluminar una luz de advertencia si se detecta un gas no deseado o si la concentracion del gas deseado es demasiado baja. El controlador tambien puede accionar una bomba para evacuar el recipiente 10 o tomar otras medidas correctoras si esta presente un gas no deseado. De la misma manera, el controlador puede enviar senales de control a valvulas y otros equipos para controlar la concentracion de esterilizante en la camara 12 para mantener la concentracion dentro de un intervalo deseado.

El controlador puede tambien controlar una impresora o pantalla para presentar registros, graficos y otros datos relevantes del proceso de esterilizacion. Dichos registros, graficos y otros datos pueden almacenarse tambien en cualquier dispositivo de almacenamiento que comprenda una parte de, o se fije en, el controlador 42. Dichos registros pueden usarse para registrar varios datos recibidos o calculados por el controlador 42. Los datos utiles pueden incluir concentraciones de pico durante el ciclo de esterilizacion. Datos utiles pueden incluir adicionalmente datos variables en el tiempo tales como la concentracion integrada durante un periodo de tiempo predeterminado, concentracion promedio en el tiempo, duration de tiempo en la que la concentracion excedia un umbral, concentracion integrada durante el periodo en el que la concentracion excedia un umbral predeterminado, tasas de cambio en la concentracion, y trazados de concentracion con respecto al tiempo. Pueden crearse y almacenarse tambien muchas otras formas de datos.

La Figura 7 es un diagrama de flujo de una rutina de software que se puede usar por el controlador 42 junto con el aparato de la Figura 5. Rutinas de software similares pueden emplearse con cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente. Despues de la colocation de uno o mas articulos que se van a esterilizar en la camara de esterilizacion 12, se cierra y sella la puerta 14 y se inicia el programa en la etapa 50. A continuation, se usa una bomba en la etapa 52 para evacuar la camara 12 hasta una presion deseada. Se han usado con exito presiones en el intervalo de 0 a 1 Torr. Pueden ser asimismo adecuadas presiones mas altas. Una vez evacuada la camara en la etapa 54, la fuente 20a se ilumina y el controlador compara las senales recibidas desde el detector 44 con un umbral predeterminado para comprobar si hay vapor de agua. Si se detecta en la etapa 54 un vapor de agua suficientemente bajo, el proceso prosigue a la etapa 58. En caso contrario, el proceso prosigue a la etapa 56 y tiene lugar una etapa de secado. La etapa de secado puede implicar la aplicacion de calor y la evacuation adicional de la camara hasta que las senales desde el detector 44 caigan por debajo del umbral predeterminado.

En la etapa 58, se ilumina la fuente de luz 20. Los detectores 32 y 40 proporcionan lecturas de linea base al controlador 42. Las lecturas de linea base indican la intensidad de luz de la fuente 20 que incide en el detector 32 y, mas importante, el detector 40 antes de que se introduzca cualquier peroxido de hidrogeno dentro de la camara 12. Por ello, el controlador puede almacenar estas senales como senales de “concentracion cero”.

En la etapa 60 el controlador 42 abre y cierra una valvula en el orificio 16 para introducir peroxido de hidrogeno dentro de la camara 12 hasta que la presion y concentracion en la camara 12 alcance valores deseados. Se ha conseguido esterilizacion con exito a presiones de 1 a 50 Torr. Sin embargo, pueden ser efectivas otras presiones dependiendo de la naturaleza de los articulos que se van a esterilizar y la duracion de tiempo en la que los articulos estan sometidos al proceso de esterilizacion.

En la etapa 62, los detectores 32 y 40 envian senales al controlador indicativas de la cantidad de luz en el intervalo deseado que incide sobre ellos. Cuando se usa esterilizacion por peroxido de hidrogeno, se usa normalmente luz en el intervalo de longitudes de onda de 200-400 nm. Este intervalo puede, naturalmente, incrementarse o disminuirse en tamano dependiendo de los dispositivos opticos empleados. La relation senal a ruido del sistema se incrementara si solo se detecta por los detectores 32 y 40 luz de longitudes de onda que es probable sean absorbidas por el esterilizante.

En la etapa 64, el controlador 42 procesa las senales recibidas de los detectores 32 y 40 para medir la concentracion de gas peroxido de hidrogeno en la camara 12. Dichas mediciones de concentracion se registran periodicamente en la etapa 66 junto con la presion total concurrente en la camara 12 y el tiempo. Mas especificamente, cuando el peroxido de hidrogeno vaporizado comienza a entrar en la camara de esterilizacion, se usa el sistema de deteccion para supervisar la concentracion de gas peroxido de hidrogeno en la camara en tiempo real. Para hacer esto, un controlador 42 recibe una medicion de intensidad de los detectores 32 y 40 del sistema de deteccion y aplica estos valores a la ley Beer-Lambert para determinar la concentracion de vapor o gas de peroxido de hidrogeno dentro de la camara de esterilizacion. El controlador 42 puede visualizar esta information y usar esta information para controlar la concentracion de peroxido de hidrogeno en la camara de esterilizacion.

La ley Beer-Lambert se refiere a la absorcion de luz a la concentracion del gas de absorcion a lo largo de una trayectoria en una capa de gas para determinar la concentracion de vapor o gas de peroxido de hidrogeno en la

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camara de esterilizacion. La ley Beer-Lambert es dada por la relacion:

lL,t = Io,t exp[-a(.A)nL]

En la que Io,t es la intensidad de luz que entra en la capa de gas en el tiempo t, li_,t es la intensidad de luz que sale de la capa de gas en el tiempo t, a(A) es la seccion transversal de absorcion a la longitud de onda A para la absorcion de especies de interes (vapor o gas de peroxido de hidrogeno, vapor de agua, etc.), n es la densidad numerica de moleculas de vapor o gas de peroxido de hidrogeno, y L es la longitud de la trayectoria a traves del que tiene lugar la absorcion (o grosor de la capa de gas), es decir la distancia en linea recta entre las areas de transmision de luz 36 y 38. La densidad numerica se determina como:

n =

(I \ In

l1 o J

a( A)L

Y la concentracion sigue como:

c =

nM N A

en la que M es el peso molecular del peroxido de hidrogeno y Na es el numero de Avogadro.

Para el caso de simplificacion en el que la intensidad de luz que entra en la capa es constante a lo largo del tiempo:

lQ,t = Iq,0

En la que lq,o es la intensidad inicial en el detector de referencia y la simplificacion adicional que no estan presentes especies absorbentes en la capa inicialmente:

Il,o = Io,o

La ley Beer-Lambert se reduce a:

lL,t = Il,o exp[-a(A)nL]

En la que, Il,t, en la intensidad de emision espectral en el instante t, Il,o es la intensidad de emision espectral medida antes de la vaporizacion del peroxido de hidrogeno, ambas medidas en el detector 40 que esta distante de la fuente. En esta situacion, se podria usar un unico detector para determinar la concentracion a lo largo del tiempo.

Sin embargo, como se ha observado anteriormente la intensidad de luz que entra en la capa de gas puede ser constante a lo largo del tiempo debido a variaciones en la intensidad de la fuente de luz 20 u otras condiciones ambientales. En esta situacion, puede usarse un detector de referencia 32 para tener en cuenta estas variables. Por ejemplo, cuando se usa un divisor de haz 26 con un primer detector 32 para corregir la intensidad de la fuente variable en el tiempo, se usa una version modificada de la ley Beer-Lambert:

lL,t = Il,0 I '-BL"

1 R,0 y

exp[-a(^)nL]

en la que Ir,t es la intensidad medida en el primer detector (referencia) 32 (no afectada por la absorcion del ambiente en el interior de la camara), e Ir,o es la intensidad medida en el primer detector (referencia) 32 en el instante en el que se mide Il,o en el segundo detector y hay una absorcion despreciable dentro de la camara de esterilizacion 12 (tal como antes de que se vaporice peroxido de hidrogeno).

Despues de que se haya vaporizado peroxido de hidrogeno, el sistema entra en un bucle en el que se mide la concentracion de vapor o gas de peroxido de hidrogeno a intervalos de tiempo predeterminados en tiempo real. Estas mediciones continuan hasta que haya transcurrido un tiempo predeterminado. En cada uno de los intervalos de tiempo mas cortos, el tiempo en el que se mide la intensidad y la presion dentro de la camara de esterilizacion 12 se registra a traves del controlador 42 o dicho registro puede almacenarse electronicamente, imprimirse o ambos. Tambien, en cada uno de los intervalos mas cortos, se calcula la concentracion de peroxido de hidrogeno dentro de la camara 12 y se registra traves del controlador 42. La concentracion de vapor de agua dentro de la camara de esterilizacion 12 tambien se podria calcular y registrar. Estos calculos se realizan de acuerdo con la ley Beer- Lambert o la ley Beer-Lambert modificada, tal como se ha explicado anteriormente.

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En la etapa 68, el controlador comprueba para ver si ha transcurrido un tiempo de esterilizacion predeterminado. Si es asi, el proceso de esterilizacion se concluye en la etapa 70. Si no, el proceso prosigue a la etapa 69 y el controlador 42 comprueba para ver si la concentracion ha caido por debajo de un nivel aceptable minimo. Mientras la concentracion no haya caido por debajo del nivel aceptable minimo (y el tiempo de esterilizacion predefinido no haya transcurrido), el programa repite las etapas 62 - 69. Si la concentracion cae por debajo del nivel aceptable minimo, el programa repite las etapas 60 - 69. En la etapa 60, se introduce peroxido de hidrogeno adicional dentro de la camara por el controlador 42 abriendo la valvula en el orificio 16.

Como se ha indicado anteriormente, el sistema de la presente invencion proporciona importantes capacidades de diagnostico y correccion de mediciones. Por ejemplo, el detector 32 se usa para detectar cambios en la salida de la fuente de luz 20. Si estos cambios en la salida no se detectaran o si no se tuvieran en cuenta en el calculo de la concentracion de gas en la camara 12, existirian errores en los calculos de concentracion. De la misma manera, el controlador 42 de la presente invencion toma mediciones de intensidad de linea base despues de que la camara de esterilizacion 12 se haya evacuado y antes de que se introduzca el esterilizante. Estas mediciones permiten que el controlador 42 tenga en cuenta cualquier perdida o absorcion de luz que sea funcion de componentes del sistema en lugar del esterilizante. De nuevo, esto ayuda a asegurar la precision de las mediciones de concentracion realizadas por el sistema. El controlador 42 tambien puede almacenar datos historicos y usar estos datos para crear intervalos de operacion esperados. El controlador 42 puede comparar estos intervalos de operacion esperados con datos recogidos durante el proceso de esterilizacion. Si los datos recogidos durante el proceso de esterilizacion caen fuera de estos intervalos esperados, se informa de un problema por parte del controlador 42. El informe generado por el controlador 42 proporciona informacion util en relacion a la naturaleza de cualquier problema que exista. Si el problema esta con el contenido de la camara, pueden tomarse medidas correctoras. Por ejemplo, si las ventanas 36 y 38 han quedado cubiertas con esterilizante u otros materiales, pueden limpiarse. Si el problema es con el esterilizante, puede sustituirse. Si el problema es con las valvulas, bomba o puerta, pueden repararse. Si el problema es con el sistema de deteccion, los modulos pueden repararse o incluso sustituirse rapidamente. Esta es una tarea particularmente simple con la presente invencion debido a que todos los dispositivos opticos, distintos de las ventanas, estan contenidos en carcasas separadas externas a la camara 12 en si y se montan en el exterior del recipiente 10. Pueden proporcionarse varios modulos sustituibles que pueden acoplarse al recipiente 2 y contener diferentes fuentes de luz y filtros de modo que se “ajusten” para ser usados con diferentes gases esterilizantes.

La description precedente no se pretende que sea limitativa. En su lugar, se ha proporcionado para cumplir con los requisitos de regulation de las leyes de patente. Pueden realizarse varios cambios y modificaciones sin apartarse del verdadero alcance de la invencion. Por ejemplo, aunque no se muestran en los dibujos, podrian usarse cables de fibra optica para dirigir la luz en el sistema entre los varios dispositivos opticos. Dicho cable de fibra optica podria usarse tambien para dirigir la luz dentro o incluso a traves de la camara de esterilizacion. Podrian emplearse y situarse de la misma forma, una o mas sondas dentro de la camara de esterilizacion como un vehiculo para la puesta en practica de la presente invencion. Estas y otras alternativas se mueven todas incluidas dentro de la presente invencion que solo esta limitada por las reivindicaciones.

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   REIVINDICACIONES

   1. Un aparato para medir la concentracion de un gas en una camara de esterilizacion (12) rodeado por un recipiente (10), que comprende:

   (a) al menos una fuente de luz (20) que emite luz de la que al menos una primera parte (28) se dirige a lo largo de una trayectoria que no interseca con la camara de esterilizacion y de la que una segunda parte (30) se dirige a lo largo de una trayectoria que pasa a traves de al menos una parte de la camara de esterilizacion,

   (b) un primer detector (32) que recibe al menos algo de la luz de la primera parte;

   (c) un segundo detector (40) posicionado para recibir al menos algo de la luz de la segunda parte despues de que la segunda parte haya pasado a traves de la camara de esterilizacion y

   (d) un controlador (42) que esta configurado para: (i) recibir senales desde al menos el primer y el segundo detectores, (ii) procesar las senales para determinar cambios en la salida de dicha al menos una fuente de luz, perdida de luz y absorcion debido a componentes del aparato, y la concentracion de gas en la camara de esterilizacion, (iii) comparar los intervalos de operacion esperados creados basandose en datos historicos almacenados con senales recibidas desde al menos uno de los detectores para identificar problemas, y (iv) generar senales de salida basandose en la concentracion de gas en la camara de esterilizacion.
2. 2. El aparato de la reivindicacion 1 que comprende ademas un espejo (34) que refleja al menos algo de la luz de la segunda parte que ha pasado a traves de la camara de esterilizacion de vuelta a traves de la camara de esterilizacion para incrementar la longitud de la trayectoria de luz dentro de la camara de esterilizacion.
3. 3. El aparato de la reivindicacion 1 que comprende ademas al menos un filtro (24) para limitar las longitudes de onda de al menos algo de la luz desde al menos una fuente de luz, la primera parte o la segunda parte a longitudes de onda en el intervalo deseado.
4. 4. El aparato de la reivindicacion 1 que comprende ademas al menos un divisor de haz (26).
5. 5. El aparato de la reivindicacion 1 en donde dicho aparato detecta la presencia de vapor de agua en dicha camara de esterilizacion.
6. 6. El aparato de la reivindicacion 1 en donde dicho aparato mide la concentracion de un gas esterilizante en dicha camara de esterilizacion.
7. 7. El aparato de la reivindicacion 1 en el que dicha al menos una fuente de luz emite luz en el espectro ultravioleta.
8. 8. El aparato de la reivindicacion 1 en el que dicho controlador determina en tiempo real la concentracion del gas en la camara de esterilizacion.
9. 9. El aparato de la reivindicacion 1 configurado para medir la concentracion de al menos dos gases en la camara de esterilizacion, en el que:

   la al menos una fuente de luz comprende

   una primera fuente de luz (20) que emite luz en una primera longitud de onda, y; una segunda fuente de luz (20a) que emite luz en una segunda longitud de onda;

   el primer detector (32) esta configurado para recibir al menos algo de la luz de la primera parte de luz desde la primera fuente de luz;

   el segundo detector (40) esta posicionado para recibir al menos algo de la luz de la segunda parte de la luz desde la primera fuente de luz; el aparato comprende ademas:

   un tercer detector que recibe al menos algo de la luz de la primera parte de luz desde la segunda fuente de luz;

   un cuarto detector (44) posicionado para recibir al menos algo de la luz desde la segunda parte de la luz desde la segunda fuente de luz;

   en donde el controlador (42) esta configurado para: (i) recibir senales desde dichos primer, segundo, tercer y cuarto detectores, (ii) procesar las senales para determinar por separado cambios en la salida de la primera fuente de luz y la segunda fuente de luz, perdida de luz y absorcion debido a componentes del aparato, y la concentracion de un primer gas y un segundo gas en la camara de esterilizacion, (iii) comparar los intervalos de operacion esperados con senales recibidas desde al menos uno de los detectores para identificar problemas, y (iv) generar senales de salida basandose en la concentracion del primer gas y del segundo gas en la camara de esterilizacion.
10. 10. Un metodo para la medicion de una concentracion de un gas en una camara de esterilizacion (12) rodeada por un recipiente (10), que comprende:

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    (a) proporcionar una camara de esterilizacion que tenga una entrada que pueda sellarse (14), a traves de la cual se cargan los objetos que se van a esterilizar dentro de la camara de esterilizacion, y una entrada separada (16) a traves de la que entra al esterilizante en la camara de esterilizacion;

    (b) cargar al menos un articulo que se va a esterilizar dentro de la camara de esterilizacion a traves de la entrada que puede sellarse y sellado de la entrada que puede sellarse;

    (c) evacuar la presion dentro de la camara de esterilizacion hasta una presion predeterminada;

    (d) habilitar una fuente de luz (20) de modo que una primera parte de la luz (28) se dirija hacia un primer detector (32) sin pasar a traves de la camara de esterilizacion y una segunda parte (30) de luz se dirija a traves de la camara de esterilizacion a un segundo detector (40);

    (e) determinar (58) perdida y absorcion de la segunda parte de luz debido a componentes del sistema de esterilizacion, no relacionados con la absorcion de luz por el esterilizante dentro de la camara;

    (f) introducir (60) un esterilizante dentro de la camara de esterilizacion; y

    (g) usar un controlador (42) para recibir y procesar senales desde dicho primer detector y dicho segundo detector para determinar (64) cambios en la salida de la fuente de luz y la concentracion de esterilizante en la camara de esterilizacion, para determinar si esta teniendo lugar la esterilizacion dentro de los intervalos de operacion esperados creados basandose en datos historicos almacenados, y para generar senales de control que controlen la concentracion de esterilizante y, si la esterilizacion esta teniendo lugar fuera de dichos intervalos de operacion esperados, informar de un problema.
11. 11. El metodo de la reivindicacion 10 en el que dicha concentracion de esterilizante se determina en tiempo real.
12. 12. El metodo de la reivindicacion 10 que comprende ademas la etapa de creacion de un archivo de datos (66) que incluye datos variables en el tiempo seleccionados al menos entre los siguientes: concentracion en varios intervalos de tiempo, concentracion integrada durante un periodo de tiempo predeterminado, concentracion promedio en el tiempo, tiempo por encima de una concentracion de umbral, concentracion integrada durante el periodo en el que la concentracion excede un umbral predeterminado, o tasa de cambio en la concentracion.
13. 13. El metodo de la reivindicacion 10 que comprende ademas la etapa de creacion de un archivo de datos que incluye datos de resumen seleccionados al menos entre los siguientes: concentracion de pico, concentracion integrada durante un periodo de tiempo predeterminado, concentracion promedio en el tiempo, tiempo por encima de una concentracion de umbral, concentracion integrada durante el periodo de tiempo en el que la concentracion excede un umbral predeterminado y tasa de cambio en la concentracion.
14. 14. El metodo de la reivindicacion 10 que comprende ademas las etapas de determinar (69) si la concentracion de esterilizante dentro de la camara de esterilizacion es mayor que o igual a un nivel de concentracion predeterminado, y anadir (60) esterilizante a la camara de esterilizacion hasta que la concentracion de esterilizante alcance o supere un nivel de concentracion predeterminado si la concentracion de esterilizante esta por debajo de dicho nivel de concentracion predeterminado.
15. 15. El metodo de la reivindicacion 10 en el que se introduce suficiente esterilizante dentro de la camara de esterilizacion para hacer que la concentracion del esterilizante se incremente hasta un nivel predeterminado.