ES2844551T3 - Método y aparato de detección óptica de biocontaminantes - Google Patents

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Abstract

Un sistema de detección de suciedad (30A) para detectar la presencia de suciedad en un artículo (10), comprendiendo el sistema de detección de suciedad (30A): una unidad de exploración (80A) para explorar el artículo con un agente luminiscente que se une a la suciedad presente en el artículo, emitiendo el agente luminiscente una luz luminiscente en una longitud de onda de luz visible, en donde dicho agente luminiscente es un agente fluorescente y emite una luz fluorescente como dicha luz luminiscente, en donde la unidad de exploración se puede desplazar sobre una superficie del artículo, incluyendo dicha unidad de exploración: una fuente de luz láser (100) para producir una luz que se enciende y apaga continuamente a una frecuencia de modulación para que incida sobre el artículo (10), en donde la frecuencia de modulación de la luz producida por la fuente de luz es menor que una frecuencia de emisión de una fuente de luz ambiental que incide sobre el artículo, un filtro de luz (112A) que solo permite el paso de luz verde, un detector (90) para detectar la radiación electromagnética que emana de dicho artículo (10) que es filtrada por el filtro de luz (112A) y generar datos de luz correspondientes a la misma, funcionando dicho detector (90) a una frecuencia de fotogramas mayor que la frecuencia de modulación de la luz producida por la fuente de luz (100) y una unidad de control (40) para recibir los datos de luz generados por el detector (90) para determinar la presencia de suciedad en el artículo (10), incluyendo dicha unidad de control una unidad de visualización para mostrar (i) elementos parpadeantes verdes que parpadean en la unidad de visualización a la frecuencia de modulación indicativos de la suciedad y (ii) elementos no parpadeantes o elementos parpadeantes que parpadean en la unidad de visualización a frecuencias distintas de la frecuencia de modulación indicativos de la luz ambiental reflejada por el artículo.

Description

DESCRIPCIÓN
Método y aparato de detección óptica de biocontaminantes
Campo de la invención
La presente invención se refiere, en general, a las técnicas de limpieza y descontaminación y, de manera más particular, a un método y a un aparato de detección óptica de contaminantes biológicos en artículos, tales como dispositivos médicos, alimentos, productos agrícolas, equipos y dispositivos forenses y similares, después de someterse a un proceso de descontaminación.
Antecedentes de la invención
Convencionalmente, se conocen lavadoras médicas y se utilizan para limpiar artículos (por ejemplo, dispositivos médicos, tales como instrumentos y equipos médicos) que han estado expuestos a biocontaminantes. Tales lavadoras normalmente limpian los artículos para eliminar biocontaminantes dirigiendo chorros o corrientes de fluido a los artículos desde los cabezales o boquillas de aspersión que se encuentran dentro de la lavadora. Una operación de limpieza típica puede incluir un ciclo de enjuague preliminar, un ciclo de prelavado, un ciclo de lavado, un ciclo de enjuague posterior al lavado, un ciclo de aclarado térmico y un ciclo de secado. Durante los ciclos de aclarado y lavado, los artículos están expuestos a una o más soluciones químicas de limpieza y aclarado.
No es inusual que a una operación de limpieza le siga una inspección visual realizada por un ser humano para asegurarse de que no haya biocontaminantes residuales (en lo sucesivo denominados "suciedad") en los artículos. La suciedad puede incluir residuos orgánicos incluyendo, aunque sin limitación, sangre, grasa, secreciones mucosas, lípidos, hidratos de carbono, hueso, pelo, proteínas y productos alimenticios. Algunos artículos tienen formas únicas, esquinas o hendiduras que dificultan la eliminación de los biocontaminantes. La inspección visual humana ayuda a garantizar que los artículos postlavados con suciedad en los mismos no puedan proseguir su procesamiento posterior (por ejemplo, esterilización) sin eliminar primero los biocontaminantes remanentes.
Como se apreciará, una inspección visual humana requiere mucho tiempo y es costosa. Por otro lado, es difícil detectar diminutas cantidades de suciedad con una inspección visual humana y tal inspección visual está sujeta a errores humanos (por ejemplo, variaciones de persona a persona y sesgos individuales). Asimismo, se observa que la inspección visual humana es un proceso cualitativo binario, no cuantitativo.
Algunos métodos de la técnica anterior para la detección óptica de suciedad utilizan un tinte o agente fluorescente para detectar la presencia de suciedad en un artículo. En tales sistemas, el agente fluorescente se aplica en el artículo, por ejemplo, exponiendo el artículo a una solución que incluye el agente fluorescente. El agente fluorescente se une a los residuos orgánicos (por ejemplo, a las proteínas) y, por lo tanto, se fija a la suciedad para marcar el biocontaminante. Cuando no hay suciedad en el artículo, el agente fluorescente no se adhiere al mismo y, por tanto, se puede lavar. Para proporcionar una detección óptica de la suciedad según los métodos de la técnica anterior, el artículo se expone a "luz negra" (es decir, radiación electromagnética en el rango ultravioleta con longitudes de onda de aproximadamente 315-400 nm), que es absorbida por el agente fluorescente. La absorbancia de esta luz ultravioleta (UV) hace que el agente fluorescente (por ejemplo, un fluoróforo tal como la fluoresceína) emita luz visible (es decir, sea fluorescente), identificando así la presencia de suciedad para un inspector humano. Un ojo humano típico reacciona a la luz en el intervalo de longitudes de onda de 390-750 nm.
Este método de la técnica anterior no permite que el personal lleve a cabo su tarea de reprocesamiento de artículos en unas condiciones de luz ambiental deseables y, por lo tanto, hace que sea difícil para el personal desmontar, volver a montar e inspeccionar los artículos para verificar que estén limpios. Los niveles de iluminancia recomendados para estos entornos de trabajo pueden oscilar entre 200 lux y 2000 lux y, de manera más general, oscilan entre 1400 lux y 2000 lux.
El documento US 2012/0315627 A1 divulga un método para determinar la eficacia de un proceso de esterilización/desinfección proporcionando un indicador biológico que comprende un organismo vivo en el que se introduce material luminiscente y exponiendo el indicador a un proceso de esterilización/desinfección.
El documento US 6.653.126 B1 divulga un sistema de visualización de carga biológica para material biológico en instrumentos médicos mediante la aplicación de un material colorante que puede crear fluorescencia o fosforescencia cuando se aplica. El sistema utiliza una iluminación de luz ultravioleta para la determinación.
El documento US 2003/0205682 A divulga un aparato de análisis para analizar material de muestra que tiene especies fluorescentes. El aparato comprende un mecanismo para proporcionar haces de luz, un detector fotosensible y un mecanismo para recibir y procesar información de unas señales.
La presente invención proporciona un método y un aparato para la detección óptica de suciedad que funciona en condiciones de iluminación ambiental preferidas.
Sumario de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de detección de suciedad, tal y como se define en la reivindicación 1, para detectar la presencia de suciedad en un artículo.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método, tal y como se define en la reivindicación 11, para detectar la presencia de suciedad en un artículo.
Una ventaja de la presente invención es la provisión de un método y aparato que utiliza excitación óptica y luminiscencia (tal como fluorescencia) para detectar la presencia de suciedad en artículos que se han sometido a un proceso de lavado o aclarado.
Otra ventaja más de la presente invención es la provisión de un método y aparato que permite la detección óptica de suciedad en artículos en presencia de luz ambiental.
Estas y otras ventajas resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de la presente invención, tomada junto con los dibujos que la acompañan y las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención puede adoptar una forma física en determinadas partes y una disposición de sus partes, de las que las realizaciones preferidas se describirán en detalle en la memoria descriptiva y se ilustrará en los dibujos adjuntos que forman parte de la misma, y en los que:
la FIG. 1 es una vista esquemática de un sistema de detección de suciedad según una primera realización de la presente invención;
la FIG. 2 es una vista esquemática de un sistema de detección de suciedad según una segunda realización de la presente invención;
la FIG. 3 es una ilustración detallada de un sistema de detección de suciedad según la primera realización de la presente invención;
las FIGS. 4A y 4B ilustran componentes internos de una unidad de exploración para el sistema de detección de suciedad;
la FIG. 5 ilustra un sistema de detección de suciedad según una realización alternativa de la presente invención; la FIG. 6A es un gráfico que ilustra la intensidad de la luz emitida por una bombilla incandescente para un intervalo de longitudes de onda;
la FIG. 6B es un gráfico que ilustra la intensidad de la luz emitida por un tubo de luz fluorescente para un intervalo de longitudes de onda; y
la FIG. 6C es un gráfico que ilustra la intensidad de la luz emitida por un monitor de ordenador para un intervalo de longitudes de onda.
Descripción detallada de la invención
Se debe tener en cuenta que el término "dispositivos médicos" tal y como se usa en este documento, incluye, aunque sin limitación, artículos tales como equipo e instrumentos quirúrgicos, dentales, veterinarios y forenses. Los artículos pueden estar hechos de diversos materiales, incluyendo, aunque sin limitación, acero inoxidable.
Ahora con referencia a las FIGS. 1 y 3, se muestra un sistema de detección de suciedad 30 según una realización de la presente invención, que comprende en general una unidad de exploración 80 y una unidad de control 40. La unidad de exploración 80 incluye un detector 90, una fuente de luz en forma de láser 100 que produce una luz láser 102, un filtro de luz 112 y un divisor de haz dicroico 116 que se encuentran dentro de una carcasa 81. En la realización ilustrada, el usuario sostiene la unidad de exploración 80 en la mano. Se debe entender que la fuente de luz se puede encontrar, como alternativa, en el exterior de la unidad de exploración 80 y se puede utilizar fibra óptica para transmitir luz desde la fuente de luz externa a la unidad de exploración 80.
En la realización ilustrada, el detector 90 adopta la forma de una cámara de vídeo/fotografía digital convencional que incluye un sensor de imagen 92 CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico) o CCD (dispositivo de carga acoplada) y una lente 94. Un sensor de imagen CCD 92 representa píxeles mediante condensadores MOSFET dopados de tipo p. Estos condensadores están polarizados por encima del umbral de inversión cuando comienza la adquisición de imágenes, lo que permite la conversión de fotones entrantes en cargas de electrones en la interfaz de semiconductor-óxido. A continuación, se utiliza el sensor de imagen 92 para leer estas cargas. El detector 90 está adaptado para detectar la radiación electromagnética que emana de dichos artículos y generar la información correspondiente (es decir, datos de luz) que se suministra a la unidad de control 40. Se debe entender que el detector 90 puede adoptar la forma de cualquier dispositivo adecuado capaz de detectar radiación electromagnética y producir una imagen, incluyendo, aunque sin limitación, un sensor CMOS, un sensor CCD, un fotodiodo y una matriz de fotodiodos. En la realización ilustrada, el sensor de imagen 92 adopta la forma de un sensor de imagen en color, tal como un sensor CCD o CMOS con matriz de píxeles en RVA (rojo-verde-azul), o un sensor de imagen tridimensional donde los planos de color RVA se apilan sobre el mismo chip, tal como 3-CCD o 3-CMOS. Estos sensores de imagen brindan acceso a cada canal de color individualmente para el procesamiento de imágenes.
En la realización ilustrada, preferentemente, el láser 100 es un diodo láser que emite predominantemente luz ("luz láser") a una longitud de onda de 488 nm (azul). Como se describirá con mayor detalle más adelante, la luz láser excita un agente fluorescente (por ejemplo, un fluoróforo tal como la fluoresceína). Se pueden obtener imágenes bidimensionales y tridimensionales ya que la fluorescencia se produce en todas las direcciones (es decir, la señal de fluorescencia suele ser isotrópica). Asimismo, la relación señal-ruido de la señal de fluorescencia es muy alta, proporcionando una buena sensibilidad. En la realización ilustrada, el agente fluorescente es fluoresceína, que tiene una excitación máxima a la luz con una longitud de onda de aproximadamente 490 nm. Una vez excitada, la fluoresceína emite luz a una longitud de onda de aproximadamente 513 nm. Dado que la luz fluorescente emitida tiene una frecuencia diferente a de la luz de excitación, la luz de excitación se puede filtrar. La intensidad de la luz emitida desde una zona que tiene el agente fluorescente está correlacionada con la intensidad de la energía de excitación y con la concentración del agente fluorescente.
Se debe entender que la fuente de luz de la presente invención para producir la luz emitida por la unidad de exploración 80 puede adoptar varias formas diferentes, incluyendo, aunque sin limitación, cualquier tipo de dispositivo que pueda emitir un campo electromagnético monocromático o de banda ancha. Entre los ejemplos de tales dispositivos se incluyen láseres, láseres de estado sólido, diodos láser, láseres de iones de argón, láseres de micro alambre, láseres de diodo de estado sólido, superficie de cavidad vertical que emite láseres, diodos emisores de luz (LED), diodo orgánico emisor de luz (OLED), diodo polímero emisor de luz (PLED), fuentes de luz basadas en puntos cuánticos, fuentes de luz blanca, lámparas halógenas, LED revestidos de fósforo, dispositivos electroluminiscentes de película fina, OLED de fosforescencia, LED inorgánicos/orgánicos, LED que utilizan tecnologías de puntos cuánticos, matrices de LED, sistemas de iluminación por inundación que utilizan LED, LED blancos, lámparas de incandescencia, lámparas de arco, lámparas de gas y tubos fluorescentes.
El divisor de haz dicroico 116 se utiliza tanto para reflejar como para filtrar la luz, dependiendo de la dirección en la que la luz viaja hacia el divisor de haz dicroico 116. En una dirección, el divisor de haz dicroico 116 refleja la luz azul emitida por el láser 100 para dirigir la luz láser 102 a través de una abertura 81a de la carcasa 81. En una segunda dirección, el divisor de haz dicroico 116 corta la luz azul y permite que la luz verde y roja pasen a través del mismo para su recepción por el detector 90. Por consiguiente, el divisor de haz dicroico 116 evita que cualquier luz de excitación (en este caso, luz azul emitida por el láser 100) sea recibida por el detector 90. Se debe tener en cuenta que se puede sustituir una combinación de un miembro reflectante (por ejemplo, un espejo dicroico) y uno o más filtros de luz por el divisor de haz dicroico 116. En la realización ilustrada en la FIG. 1, preferentemente, el filtro 112 es un filtro de doble banda que permite que solo pase luz roja y verde a través del mismo y sea recibida por el detector 90.
Como se muestra en la FIG. 3, la carcasa 81 incluye una empuñadura 84. Se proporciona un gatillo 86 para activar la unidad de exploración 80, como se explicará más adelante. Un cable 82 conecta eléctricamente la unidad de exploración 80 a la unidad de control 40.
En las realizaciones ilustradas de la presente invención, la unidad de control 40 incluye una unidad de visualización 42 (por ejemplo, una unidad de visualización LCD o LED), una interfaz de entrada de usuario 44 (por ejemplo, unos botones, ruedas, teclado y similares) para el control y programación de la unidad de control 40 y una salida de audio 48 (por ejemplo, un altavoz) para emitir sonidos audibles. Un cable de alimentación 50 conecta la unidad de control 40 a una fuente de alimentación (por ejemplo, una toma de corriente de CA convencional). La fuente de energía también puede suministrar energía a la unidad de exploración 80 a través de la unidad de control 40. La unidad de control 40 incluye una unidad de procesamiento y de almacenamiento de datos para realizar el procesamiento de imágenes según los datos de luz recopilados por el detector 90 y proporciona una retroalimentación de detección de suciedad audible y/o visual utilizando la salida de audio 48 y la unidad de visualización 42. A continuación, se aporta una descripción detallada del funcionamiento de la unidad de control 40 y la unidad de exploración 80.
La presente invención se describirá ahora en más detalle con referencia a la detección de suciedad en artículos que han sido expuestos a una solución que contiene un agente fluorescente (por ejemplo, fluoresceína, que es biocompatible). Por ejemplo, se puede proporcionar una lavadora médica (aparato de lavado) para eliminar biocontaminantes de los artículos colocados en una cámara de lavado dirigiendo chorros o corrientes de fluido a los artículos desde los cabezales o boquillas de aspersión que se encuentran dentro de la cámara de lavado. La lavadora puede configurarse para exponer los artículos a una solución que contiene el agente fluorescente durante el ciclo de lavado y/o enjuague estándar de la lavadora. El agente fluorescente se une (no específicamente) a residuos orgánicos (por ejemplo, proteínas) y, por lo tanto, se fija a la suciedad de los artículos para marcar el biocontaminante. Cuando no hay suciedad en el artículo, el agente fluorescente no se fija al mismo (es decir, se queda sin unir) y, por lo tanto, se puede enjuagar fácilmente del artículo. En una realización preferente, no se requiere tiempo de lavado adicional para marcar el biocontaminante y no se requiere tiempo de enjuague adicional para eliminar todo el agente fluorescente sin unir. Por consiguiente, no se requieren cambios en las lavadoras médicas existentes con respecto a los ciclos de lavado y enjuague estándar (es decir, no se requiere un ciclo adicional de "marcado" o ciclo de prelavado, etc.). En una realización de la presente invención, la fluoresceína se utiliza como agente fluorescente en una concentración en el intervalo de aproximadamente 0,001 mM a 90 mM (por ejemplo, alrededor de 0,3 mM) con un tiempo de exposición en el intervalo de 30 segundos a 5 minutos para marcar el biocontaminante.
Se contempla que la lavadora pueda incluir una fuente de un agente fluorescente que se introduce por una línea de entrada de agua a la cámara de lavado durante una etapa deseada de los ciclos de lavado y/o aclarado. Una válvula controla el flujo del agente fluorescente en la línea de entrada de agua. Preferentemente, la solución que contiene el agente fluorescente se introduce en la cámara de lavado durante una etapa posterior del ciclo de lavado. Por lo tanto, durante un ciclo de aclarado posterior, el agente fluorescente puede eliminarse de las partes sin suciedad de los artículos. La solución que contiene el agente fluorescente se puede combinar con una solución de lavado que incluye un agente descontaminante o un detergente de limpieza. El agente descontaminante o detergente de limpieza puede estar inicialmente en forma líquida o de polvo seco. El agente fluorescente se puede añadir directamente al detergente de descontaminación o limpieza antes de añadir el detergente a la cámara de lavado. Se debe tener en cuenta que, si bien una realización ilustrada de la presente invención se describe en el presente documento haciendo referencia a la "fluoresceína" como agente fluorescente, se contempla que unos agentes fluorescentes alternativos puedan sustituir a la fluoresceína. Preferentemente, un agente fluorescente seleccionado tiene las siguientes propiedades: está aprobado por las autoridades reguladoras gubernamentales (por ejemplo, la FDA); es biocompatible de tal manera que las trazas restantes del agente fluorescente en un artículo se puedan introducir de forma segura en el cuerpo humano sin incurrir en problemas de salud; se une rápidamente a las proteínas (por ejemplo, en unos pocos segundos); tiene la capacidad de resistir a una exposición a las condiciones adversas del entorno de lavado (es decir, productos químicos agresivos y temperaturas superiores a 80 °C); es soluble en agua; y presenta un alto rendimiento cuántico. Entre los fluoróforos alternativos se incluyen, aunque no se limitan a, Rosa de Bengala, rojo ácido, ftalocianina y luminol.
Si bien la presente invención se ha descrito en relación con la utilización de un agente fluorescente, también se contempla que la presente invención pueda adaptarse para su uso con agentes químicos alternativos que proporcionen luminiscencia, incluyendo, aunque sin limitación, agentes químicos que proporcionan fosforescencia, quimioluminiscencia o bioluminiscencia.
Ahora con referencia a las FIGS. 1 y 3, se colocan uno o más artículos 10 (por ejemplo, una herramienta o instrumento), que han sido expuestos a una solución que contiene fluoresceína, en una bandeja 5. Preferentemente, los artículos se disponen en sola capa para proporcionar exposición a la luz emitida por la fuente de luz, como se describirá más adelante.
Un operador del sistema de detección de suciedad 30 agarra la empuñadura 84 para mover manualmente la unidad de exploración 80 sobre las superficies de un artículo 10 mientras activa el láser 100 utilizando el interruptor de gatillo 86. La activación del interruptor de gatillo 86 hace que el láser 100 produzca una luz láser 102 a una longitud de onda de 488 nm (luz azul). La luz láser 102 es reflejada por el divisor de haz dicroico 116, viaja a través de la abertura 81a de la carcasa 81 y se dirige hacia el artículo 10.
El artículo 10 se expone tanto a la luz ambiental como a la luz láser 102 cuando la unidad de exploración 80 se desplaza sobre las superficies del artículo 10. Las FIGS. 6A-6C muestran la intensidad de la luz ambiental producida a varias longitudes de onda para fuentes de iluminación ambiental, como una bombilla incandescente, una luz de tubo fluorescente y una pantalla de monitor de ordenador, respectivamente. Como se ha expuesto anteriormente, cuando la fluoresceína que se une a la suciedad se expone a la luz láser 102 a una longitud de onda de aproximadamente 490 nm, la fluoresceína emite luz (es decir, es fluorescente) a una longitud de onda de aproximadamente 513 nm.
La luz ambiental reflejada (Lr) y la luz fluorescente (Lf) emitidas por la fluoresceína excitada pasan a través del divisor de haz dicroico 116 y el filtro 112 antes de viajar a través de la lente 94 del detector 90. El filtro 112 permite que solo pase luz roja y verde a través del mismo hasta el detector 90. La luz transmitida a través de la lente 94 es recibida por el sensor de imagen 92.
A medida que la unidad de exploración 80 se desplaza por el artículo 10, el usuario aprieta el gatillo 86, activando así el láser 100 para producir luz láser 102 que se emite desde la carcasa 81 a través de la abertura 81a. La luz láser 102 incide sobre el artículo 10 a medida que la unidad de exploración se desplaza por el artículo 10. La luz ambiental también incide sobre el artículo 10, produciendo así reflejos de luz ambiental que incluirá tanto luz roja como verde. Cuando el agente fluorescente (es decir, la fluoresceína) presente en la suciedad es excitada por la luz láser 102, la suciedad emite fluorescencia emitiendo así luz a una longitud de onda de aproximadamente 513 nm (luz verde). Tanto la luz ambiental reflejada (Lr) como la luz fluorescente (Lf) de la suciedad pasan a través del filtro 112 que filtra todo excepto la luz roja y verde. Por lo tanto, el sensor de imagen 92 solo recibe luz roja y verde. Haciendo referencia ahora a la FIG. 1, se ilustra una muestra de un espectro de entrada 120. A medida que la unidad de exploración 80 se desplaza por el artículo 10, el sensor de imagen 92 adquiere y transmite a la unidad de control 40 datos de la luz detectada indicativos del espectro de entrada 120 que incluyen una forma de onda de luz verde 122 y una forma de onda de luz roja 124. La forma de onda de luz verde 122 es indicativa de la intensidad de la luz verde detectada por el sensor de imagen 92 y la forma de onda de luz roja 124 es indicativa de la intensidad de la luz roja detectada por el sensor de imagen 92.
La unidad de control 40 está programada para discriminar espectralmente entre la fluorescencia de la suciedad (que indica la presencia de suciedad) y los reflejos especulares de luz ambiental, basándose en la medición de la saturación de las intensidades de luz verde con respecto a las intensidades de luz roja (relación). En la realización ilustrada, el intervalo de esta medición de saturación está comprendida entre cero y uno. Por consiguiente, el sistema es resistente a las variaciones de luz ambiental del entorno circundante y a los cambios en los parámetros de adquisición. Un valor de saturación próximo a cero es indicativo de la presencia de reflejos especulares de luz ambiental, mientras que un valor grande próximo a uno es indicativo de la presencia de suciedad.
La unidad de control 40 puede programarse para mostrar los datos de la luz detectada a un usuario en la unidad de visualización 42. La unidad de control 40 también se puede programar para proporcionar al usuario un indicador visual y/o audible (por ejemplo, aviso/alarma/retroalimentación) a través de la unidad de visualización 42 y la salida de audio 48 en caso de que la relación entre la intensidad de la luz verde y la intensidad de la luz roja indique la presencia de suciedad. Además, se contempla que la unidad de control 40 pueda presentar una imagen del artículo 10 y utilizar la unidad de visualización 42 para mostrar la ubicación de la suciedad detectada (es decir, la zona contaminada) en el artículo 10. La imagen del artículo 10 puede adquirirse durante la exploración óptica del artículo 10 o de una biblioteca de imágenes almacenadas previamente compuesta por imágenes de una pluralidad de artículos 10 de uso común.
Haciendo referencia ahora a la FIG. 2, se muestra un sistema de detección de suciedad 30A según una realización alternativa de la presente invención. El sistema de detección de suciedad 30A es similar al sistema de detección de suciedad 30 en varios aspectos y, por tanto, a los componentes similares se les han asignado los mismos números de referencia. El sistema de detección de suciedad 30A incluye una unidad de exploración 80A que tiene un láser 100, un detector 90, un modulador de potencia 34, un divisor de haz dicroico 116, y un filtro de luz 112A que permite que sólo pase luz verde a través del mismo. El modulador de potencia 34 produce una forma de onda pulsada que proporciona una señal de ENCENDIDO/APAGADO para activar/desactivar el láser 100. Cuando el pulso es una señal de ENCENDIDO, el láser 100 se activa para producir luz láser 102. La forma de onda pulsada hace que el láser 100 se ENCIENDA y APAGUE continuamente por pulsos a una frecuencia de modulación láser. A medida que la unidad de exploración 80A se desplaza por el artículo 10, el usuario aprieta el gatillo 86, activando así el modulador de potencia 34 para producir la forma de onda pulsada que proporciona la señal de ENCENDIDO/ApAgADO al láser 100. Cuando el pulso es una señal de ENCENDIDO, la luz láser 102 se emite desde la carcasa 81 a través de la abertura 81a. Se debe tener en cuenta que el modulador de potencia 34 puede adoptar, como alternativa, la forma de un circuito de modulación de onda cuadrada para modular la salida del láser 100 (modulación de amplitud).
La luz láser 102 incide sobre el artículo 10 a medida que la unidad de exploración se desplaza por el artículo 10. La luz ambiental también incide sobre el artículo 10, produciendo así reflejos de luz ambiental que incluirán luz verde. Cuando el agente fluorescente (por ejemplo, la fluoresceína) presente en la suciedad es excitada por la luz láser 102, la suciedad emite fluorescencia emitiendo así luz a una longitud de onda de aproximadamente 513 nm (luz verde). Tanto la luz ambiental reflejada (Lr) como la luz fluorescente (Lf) de la suciedad pasa a través del filtro 112 que filtra todo excepto la luz verde. Por lo tanto, el sensor de imagen 92 solo recibe luz verde. En esta realización, el sensor de imagen puede adoptar la forma de un sensor de color o de escala de grises.
Se establece la frecuencia de modulación para el láser 100 para que sea menor que las frecuencias de emisión de las fuentes de iluminación ambiental. El detector 90 funciona en modo continuo (vídeo) a una velocidad de fotogramas superior a la frecuencia de modulación. Los elementos que parpadean en verde en la unidad de visualización 42 de la unidad de control 40 a la frecuencia de modulación son indicativos de suciedad. Los elementos que no parpadean o que parpadean a frecuencias distintas de la frecuencia de modulación se identifican como reflejos de luz ambiental. En una realización de la presente invención, la frecuencia de modulación es de aproximadamente 10 Hz. La frecuencia de las fuentes de luz ambiental son f = 20-60 kHz (tubo fluorescente de balasto electrónico), f= 120 Hz (bombilla incandescente y tubo fluorescente de balasto magnético) y f = 240 Hz (monitor de ordenador).
A medida que la unidad de exploración 80A se desplaza por el artículo 10, el modulador de potencia 34 produce la forma de onda pulsada que hace que el detector 90 y el láser 100 se ENCIENDAN y APAGUEN continuamente por pulsos. Tal y como se ha indicado anteriormente, el filtro 112A solo permite que pase la luz verde a través del mismo hasta el detector 90. El sensor de imagen 92 adquiere y transmite a la unidad de control 40 datos de la luz detectada indicativos de la intensidad de la luz verde detectada por el sensor de imagen 92.
La FIG. 5 ilustra un sistema de detección de suciedad 30B según una realización alternativa de la presente invención. El sistema de detección de suciedad 30B incluye una unidad de control 40A que tiene una cámara de inspección 60 para inspeccionar los artículos 10 colocados en una bandeja 5. Una pluralidad de unidades de exploración 80B están situadas dentro de la cámara 60 para exponer la pluralidad de superficies de un artículo 10 a la luz láser 102. Las unidades de exploración 80B son similares en la mayoría de los aspectos a las unidades de exploración 80 y 80A salvo que son activadas automáticamente por la unidad de control 40A. La realización mostrada en la FIG. 5 elimina la necesidad de que el usuario active manualmente una unidad de exploración manual 80, 80A y exponga manualmente todas las superficies de un artículo 10 a una luz láser 102.
Se contempla que la bandeja 5 también se pueda conectar a un aparato (no mostrado) para girar, agitar o mover de otro modo la bandeja 5 dentro de la cámara 60. Se contempla, además, que las unidades de exploración 80B puedan montarse en unos brazos móviles (no mostrados) para proporcionar un intervalo de movimiento a cada unidad de exploración 80B. La unidad de control 40 está programada para controlar el movimiento de la bandeja 5 y de las unidades de exploración 80B.
La descripción anterior divulga realizaciones específicas de la presente invención. Se contempla que la unidad de exploración de la presente invención pueda comunicarse con la unidad de control a través de comunicaciones inalámbricas. También se contempla que el método y aparato de la presente invención también se puedan usar en combinación con inspecciones visuales automatizadas y humanas utilizando imágenes de "luz blanca". Adicionalmente, se contempla, además, que la presente invención pueda adaptarse para incluir un accesorio de fibra óptica para una inspección puntual de instrumentos canulados. No obstante, el alcance de la presente invención está definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de detección de suciedad (30A) para detectar la presencia de suciedad en un artículo (10), comprendiendo el sistema de detección de suciedad (30A):
una unidad de exploración (80A) para explorar el artículo con un agente luminiscente que se une a la suciedad presente en el artículo, emitiendo el agente luminiscente una luz luminiscente en una longitud de onda de luz visible, en donde dicho agente luminiscente es un agente fluorescente y emite una luz fluorescente como dicha luz luminiscente, en donde la unidad de exploración se puede desplazar sobre una superficie del artículo, incluyendo dicha unidad de exploración:
una fuente de luz láser (100) para producir una luz que se enciende y apaga continuamente a una frecuencia de modulación para que incida sobre el artículo (10), en donde la frecuencia de modulación de la luz producida por la fuente de luz es menor que una frecuencia de emisión de una fuente de luz ambiental que incide sobre el artículo,
un filtro de luz (112A) que solo permite el paso de luz verde,
un detector (90) para detectar la radiación electromagnética que emana de dicho artículo (10) que es filtrada por el filtro de luz (112A) y generar datos de luz correspondientes a la misma, funcionando dicho detector (90) a una frecuencia de fotogramas mayor que la frecuencia de modulación de la luz producida por la fuente de luz (100) y una unidad de control (40) para recibir los datos de luz generados por el detector (90) para determinar la presencia de suciedad en el artículo (10), incluyendo dicha unidad de control una unidad de visualización para mostrar (i) elementos parpadeantes verdes que parpadean en la unidad de visualización a la frecuencia de modulación indicativos de la suciedad y (ii) elementos no parpadeantes o elementos parpadeantes que parpadean en la unidad de visualización a frecuencias distintas de la frecuencia de modulación indicativos de la luz ambiental reflejada por el artículo.
2. Un sistema de detección de suciedad (30A) según la reivindicación 1, en donde dicha unidad de exploración (80A) incluye un divisor de haces dicroico que refleja la luz producida por la fuente de luz y deja pasar la luz ambiental reflejada y la luz fluorescente emitida.
3. Un sistema de detección de suciedad (30A) según la reivindicación 1, en donde dicho agente fluorescente es fluoresceína.
4. Un sistema de detección de suciedad (30A) según la reivindicación 3, en donde dicha concentración de fluoresceína está en el intervalo de aproximadamente 0,001 mM a 90 mM.
5. Un sistema de detección de suciedad (30A) según la reivindicación 1, en donde dicho agente fluorescente se une a proteínas.
6. Un sistema de detección de suciedad (30A) según la reivindicación 1, en donde dicho agente fluorescente es biocompatible.
7. Un sistema de detección de suciedad (30A) según la reivindicación 1, en donde dicho láser es un diodo láser que emite predominantemente luz a longitudes de onda de 488 nm.
8. Un sistema de detección de suciedad (30A) según la reivindicación 1, en donde dicho detector (90) incluye un sensor de imagen CMOS o un sensor de imagen CCD.
9. Un sistema de detección de suciedad (30A) según la reivindicación 1, en donde dicha unidad de control (40) incluye una cámara de inspección que tiene al menos una de dichas unidades de exploración (80A) en la misma y/o una salida de audio (48) para proporcionar una retroalimentación audible si se detecta suciedad.
10. Un sistema de detección de suciedad (30A) según la reivindicación 1, en donde dicho artículo es un instrumento quirúrgico de acero inoxidable.
11. Un método para detectar la presencia de suciedad en un artículo (10), comprendiendo dicho método: introducir un agente luminiscente en un detergente durante un ciclo de lavado de un aparato de lavado, en donde el agente luminiscente emite luz luminiscente, uniéndose dicho agente luminiscente a la suciedad (S) presente en el artículo (10), en donde dicho agente luminiscente es un agente fluorescente y emite una luz fluorescente como dicha luz luminiscente;
enjuagar el artículo (10) para eliminar el agente luminiscente no unido;
exponer el artículo (10) a una luz láser (102) que se pulsa continuamente a una frecuencia de modulación; filtrar la luz que emana de dicho artículo para permitir que sólo pase luz verde a través del mismo; generar datos de luz correspondientes a la luz filtrada, incluyendo dicha luz filtrada luz ambiental (Lr) reflejada por el artículo (10) y luz luminiscente (Lf) emitida al excitar el agente luminiscente unido a la suciedad (S); y determinar la presencia de suciedad (S) en el artículo (10) basándose en los datos de luz generados, en donde dicha etapa de determinación de la presencia de suciedad (S) incluye discriminar entre la luz luminiscente (Lf) emitida por el agente luminiscente excitado unido a la suciedad (S) y el reflejo de la luz ambiental (LR), en donde los elementos que parpadean en verde que aparecen en una unidad de visualización que parpadea a la frecuencia de modulación de la fuente de luz son indicativos de suciedad,
en donde la frecuencia de modulación de dicha fuente de luz (102) es menor que una frecuencia de emisión de una fuente de luz ambiental.
12. Un método según la reivindicación 11, en donde dicha frecuencia de modulación de dicha fuente de luz es de aproximadamente 10 Hz.
13. Un método según la reivindicación 11, en donde dicho agente luminiscente es biocompatible.
14. Un método según la reivindicación 11, en donde dicho agente fluorescente es fluoresceína que tiene una concentración en el intervalo de aproximadamente 0,001 mM a 90 mM.
15. Un método según la reivindicación 11, en donde dicha suciedad (S) es un residuo orgánico que incluye uno o más de lo siguiente: sangre, grasa, secreciones mucosas, lípidos, hidratos de carbono, hueso, pelo, proteínas y productos alimenticios.
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