JP2018109630A - 複数のｕｖセンサを備える過酸化水素滅菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 滅菌チャンバ内のガスの濃度を決定すること。【解決手段】 滅菌は、滅菌流体の流れが流入口を通して滅菌チャンバ内に入れること、紫外光をチャンバ内へ放出すること、それぞれの位置に配設された複数の紫外光検出器で紫外光を受光すること、及びチャンバ内で所望のレベルの滅菌流体が得られるように検出器からの信号に応じて滅菌流体の流れを調節することによって実施される。【選択図】 図１

Description

（著作権情報）
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（発明の分野）
本発明は、流体の化学的性質又は物理的性質を決定することによって流体を分析するシステムに関する。より詳細には、本発明は、滅菌チャンバ内のガスの濃度を決定することに関する。

医療機器の低温滅菌のための標準的な方法の１つは、過酸化水素（過酸化水素）蒸気と低温プラズマの組合せを滅菌チャンバ内で使用する。滅菌プロセスの過程において、過酸化水素濃度は、消費されるものとして、かつ、十分なレベルの濃度を維持するのに必要な過酸化水素がチャンバに追加されるものとして、測定される。過酸化水素濃度を測定する現在の方法は、チャンバ内を透過する紫外光源を使用し、受光された紫外光は、光源から遠くに位置する単一の紫外光検出器で測定される。受光された紫外光のレベルは、全体の過酸化水素濃度指示値を算出するために使用される。

滅菌剤の濃度を測定するための一構成が、Ｏｌｓｏｎらへの米国特許第７，８８０，８８７号で提案されている。滅菌チャンバ内の滅菌剤の濃度の測定値が、光源、滅菌チャンバ内を通過していない光源からの光を受光する第１の検出器、及び滅菌チャンバ内を通過した光源からの光を受光する検出器の使用によって提供される。光には、滅菌剤によって吸収されることが知られている波長が含まれている。コントローラが、２つの検出器からの信号を受信し、受信した信号を処理して光源の出力の変化を相殺し、次いで、変形ランベルトベールの法則を適用して滅菌ガスの濃度を決定する。

実際には、特に、カテーテルなど、細い内腔を有する機器を滅菌することによって滅菌蒸気の拡散が制限されるときは、過酸化水素などの滅菌剤の濃度はチャンバ内で様々になり得る。このような流れの制限に起因して、他よりも高い又は低い濃度の過酸化水素に曝されている、チャンバの領域ができることがある。したがって、上述の全体の指示値は、チャンバ全体にわたる正確な濃度分布の状況を示していない可能性がある。

当該技術分野では、滅菌チャンバの様々な領域で値を測定することにより、滅菌ガス濃度の指示値の信頼性が向上し得ることがわかってきている。例えば、Ｐｒｉｅｖｅらへの米国特許第６，２６９，６８０号は移動可能なガスセルを提案し含んでおり、このガスセルは、過酸化水素の濃度の測定を滅菌チャンバ内部の様々な位置で行うことができるように、滅菌チャンバの周りを移動させることができる。移動可能なガスセルの端部は、紫外線ランプ及び検出器に光ファイバで接続されている。

本発明の実施形態は、滅菌チャンバ全体に配置した複数の紫外線（ＵＶ）検出器を使用する。検出器は比較的小型（コインサイズ）であり得、指示値を中央処理装置へ無線で送信するように構成され得る。加えて、差分吸収を利用するために、単一ＵＶ源ではなくて２波長源が使用される。濃度指示値の精度を更に向上させるために、光源はパルスにされ得、これにより、信号対雑音比が改善される。

本発明の実施形態によれば、滅菌流体の流れをチャンバ内に入れるための流入口と、紫外光をチャンバ内へ導くように構成されている紫外光発光器と、紫外光を受光するためのそれぞれの位置に配設された複数の紫外光検出器と、チャンバ内で所望のレベルの滅菌流体が得られるように検出器からの信号に応じて滅菌流体の流れを調節するためのコントローラと、を有する、滅菌チャンバが提供される。

本装置の一態様によれば、発光器は、滅菌流体によって吸収される第１の波長で及び滅菌流体によってあまり吸収されない第２の波長で光を発する。

本装置の更なる態様によれば、滅菌流体は過酸化水素であり、第１の波長は２８０ｎｍであり、第２の波長は３７０ｎｍである。

本装置の更に別の態様によれば、発光器は、光放出を対応の検出器へ導くように構成されている光学素子を有する複数の発光器を含む。

本装置のまた別の態様によれば、チャンバは大気圧未満に維持されている。

本装置の追加の態様によれば、発光器は、対応の周波数で発光するように構成されている複数の発光ダイオードを含む。

本装置の別の態様によれば、発光器は、同一周波数にて様々な時間間隔で発光するように構成されている複数の発光ダイオードを含む。

本発明の実施形態によれば、方法が更に提供され、この方法は、流入口を通して滅菌流体の流れを滅菌チャンバ内に入れること、紫外光をチャンバ内へ放出すること、それぞれの位置に配設された複数の紫外光検出器で紫外光を受光すること、及びチャンバ内で所望のレベルの滅菌流体が得られるように検出器からの信号に応じて滅菌流体の流れを調節することによって実施される。

本発明をより深く理解するため、本発明の詳細な説明を実例として参照するが、この説明は以下の図面と併せて読むべきものである。図中、同様の要素には同様の参照数字を付してある。
本発明の一実施形態による滅菌チャンバの概略図である。 本発明の一実施形態による、図１に示すチャンバの構成要素の電気配線略図である。 本発明の代替実施形態による滅菌チャンバの概略図である。

以下の説明では、本発明の様々な原理が十分に理解されるように、多くの具体的な詳細について記載する。しかしながら、これらの詳細のすべてが本発明を実施するうえで必ずしも必要であるとは限らない点は当業者には明らかであろう。この場合、一般的な概念を無用に分かりにくくすることのないよう、周知の回路、制御論理、並びに従来のアルゴリズム及びプロセスに対するコンピュータプログラム命令の詳細については、詳しく示していない。

参照により本明細書に援用される文書は本出願の一体部分と見なされるべきであり、いずれかの用語が、それらの援用された文書内で、本明細書で明示的又は暗示的に行われる定義と相反するように定義される場合を除き、本明細書における定義のみが考慮されるべきである。

次に図面を見て、図１を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による滅菌チャンバ１０の概略図である。チャンバ１０は、対象物１４を通すための封止されたポータル１２を有しており、対象物は種々雑多の外科用器具などであり得る。過酸化水素は、調節器又は弁１８を有する流入口１６を通してチャンバ１０内に入れることができる。空気を入れるためにポータル２０が設けられ、ガスはポータル２２を通ってチャンバから出ていく。チャンバ１０は、大気圧未満に、典型的には０．５トルに維持され、チャンバ内にわたって紫外光を透過させる紫外光源２４を特徴としており、紫外光は、複数の壁面上紫外光検出器２６及び内部紫外光検出器２８で受光される。紫外線源２４と関連付けられている適当なＵＶ（紫外線）レンズを有する光学素子３０は、検出器２６、２８のすべてに照射するように構成されている。図１での検出器２６、２８の配置は、非制限的な一例である。検出器２６、２８は、滅菌中の対象物における過酸化水素の濃度が測定値に最適に反映されるように、チャンバ内に配置され得る。検出器は特定の順序で配置する必要はなく、更には、チャンバの周囲及び内部に様々な方向を向いて広く散在してもよい。

紫外線源２４は、コントローラ４２から指令信号を受信し、検出器２６、２８から読み出し値を受信する。弁１８は、コントローラ４２によって読み出し値に応じて調整される。弁１８は、チャンバ１０内で所望の最適なレベル（典型的には９５％濃度）の過酸化水素が得られるように、過酸化水素の流入を調節する。最適なレベルになると、いくつかの実施形態では、流入は中断され得、チャンバは静的な状態で維持され得る。

引き続き図１を参照し、更に図２も参照すると、図２は、本発明の一実施形態による、チャンバ１０の構成要素の電気配線略図である。紫外線源２４は、並列接続されている２つの発光ダイオード３２、３４として実現され、どちらもコントローラ３６によって供給される。ダイオード３２、３４は、抵抗器３８、４０と直列接続しており、２８０ｎｍ及び３７０ｎｍでそれぞれ発光する。ダイオードは、対応の周波数で同時に発光するか、又は同じ周波数にて異なる時間間隔で発光し得る。ダイオード３２、３４からの信号を検出する際にＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムが使用され得る。２波長紫外分光法の技術は、例えば、参照によって本明細書に援用される、米国特許第６，２６９，６８０号から知られている。図２に示す回路では、ダイオード３４が回路の内部変動を補正するための基準となる一方、ダイオード３２は過酸化水素蒸気によって強く吸収される波長で発光する。

紫外線源２４には、当該技術分野において周知の複数の他の紫外線発光器、例えば、約２５４ｎｍにスペクトルピークを有する円筒形の低圧水銀ＵＶ発光器が使用されることもできる。このような発光器は、参照によって本明細書に援用される、米国特許出願公開第２００６／０２２２５７６号で提案されている。このような光源の他の例には、低圧水銀蒸気ランプ、重水素ランプ、キセノンランプ、発光ダイオード、及び半導体レーザが挙げられる。一般に、これらはすべて、上述の２発光ダイオード構成よりも不便であるか、又は高価である。

検出器２６、２８は、抵抗器４６にわたって電荷結合検出器４４として実現される。検出器４４からの信号は、コントローラ３６で受信され、トランシーバ４８によって処理装置（図示せず）などの遠隔サイトに伝達され、信号処理技術が適用される。信号処理技術には、アナログ−デジタル変換、及び上述のＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムなどのフーリエ解析が含まれる。

第１の代替実施形態
ここで図３を参照すると、図３は、本発明の一実施形態に従った本発明の代替実施形態による滅菌チャンバ１０の概略図である。この実施形態では、対応の検出器２６、２８に向かって紫外光を導いている光学素子５２を有する、複数の紫外線源５０が存在する。検出器２６、２８の光学素子は、凸レンズを含み得る。光源５０と検出器２６、２８との間の光路は破線で表示されている。

当業者であれば、本発明が上記で具体的に図示及び記載されたものに限定されない点を理解するであろう。むしろ、本発明の範囲は、上述の様々な特徴の組合せ及び部分的組合せ、並びに上記の説明を読むことで当業者には想到されるであろう、先行技術にはない上述の特徴の変形例及び改変例をも含むものである。

〔実施の態様〕
（１） 滅菌流体の流れをチャンバ内に入れるための流入口を有する滅菌チャンバと、
紫外光を前記チャンバ内へ導くように構成されている紫外光発光器と、
それぞれの位置に配設されていて、かつ、前記紫外光を受光する、複数の紫外光検出器と、
前記チャンバ内で所望のレベルの前記滅菌流体が得られるように前記検出器からの信号に応じて前記滅菌流体の前記流れを調節するためのコントローラと、を備える、装置。
（２） 前記発光器が、前記滅菌流体によって吸収される第１の波長及び前記滅菌流体によってあまり吸収されない第２の波長で光を発する、実施態様１に記載の装置。
（３） 前記滅菌流体が過酸化水素であり、前記第１の波長が２８０ｎｍであり、前記第２の波長が３７０ｎｍである、実施態様２に記載の装置。
（４） 前記発光器が、光放出を対応の検出器へ導くように構成されている光学素子を有する複数の発光器を含む、実施態様１に記載の装置。
（５） 前記チャンバが大気圧未満に維持されている、実施態様１に記載の装置。

（６） 前記発光器が、対応の周波数で発光するように構成されている複数の発光ダイオードを備える、実施態様１に記載の装置。
（７） 前記発光器が、同一周波数にて様々な時間間隔で発光するように構成されている複数の発光ダイオードを備える、実施態様１に記載の装置。
（８） 流入口を通して滅菌流体の流れを滅菌チャンバ内に入れる工程と、
紫外光を前記チャンバ内へ放出する工程と、
それぞれの位置に配設された複数の紫外光検出器で前記紫外光を受光する工程と、
前記チャンバ内で所望のレベルの前記滅菌流体が得られるように前記検出器からの信号に応じて前記滅菌流体の前記流れを調節する工程と、を含む、方法。
（９） 紫外光を放出する工程が、前記滅菌流体によって吸収される第１の波長及び前記滅菌流体によってあまり吸収されない第２の波長で紫外光を放出する工程を含む、実施態様８に記載の方法。
（１０） 前記滅菌流体が過酸化水素であり、前記第１の波長が２８０ｎｍであり、前記第２の波長が３７０ｎｍである、実施態様９に記載の方法。

（１１） 紫外光を放出する工程が、光放出を対応の検出器へ導くように構成されている光学素子を有する複数の発光器で実行される、実施態様８に記載の方法。
（１２） 前記チャンバを大気圧未満に維持する工程を更に含む、実施態様８に記載の方法。
（１３） 紫外光を放出する工程が、複数の発光ダイオードを使用して対応の周波数で前記紫外光を放出することによって実行される、実施態様８に記載の方法。
（１４） 紫外光を放出する工程が、複数の発光ダイオードを使用して同一周波数にて様々な時間間隔で前記紫外光を放出することによって実行される、実施態様８に記載の方法。
（１５） 調節する工程が、前記流れを中断させて、前記チャンバを静的な状態に維持する工程を含む、実施態様８に記載の方法。

Claims (15)

1. 滅菌流体の流れをチャンバ内に入れるための流入口を有する滅菌チャンバと、
   紫外光を前記チャンバ内へ導くように構成されている紫外光発光器と、
   それぞれの位置に配設されていて、かつ、前記紫外光を受光する、複数の紫外光検出器と、
   前記チャンバ内で所望のレベルの前記滅菌流体が得られるように前記検出器からの信号に応じて前記滅菌流体の前記流れを調節するためのコントローラと、を備える、装置。
2. 前記発光器が、前記滅菌流体によって吸収される第１の波長及び前記滅菌流体によってあまり吸収されない第２の波長で光を発する、請求項１に記載の装置。
3. 前記滅菌流体が過酸化水素であり、前記第１の波長が２８０ｎｍであり、前記第２の波長が３７０ｎｍである、請求項２に記載の装置。
4. 前記発光器が、光放出を対応の検出器へ導くように構成されている光学素子を有する複数の発光器を含む、請求項１に記載の装置。
5. 前記チャンバが大気圧未満に維持されている、請求項１に記載の装置。
6. 前記発光器が、対応の周波数で発光するように構成されている複数の発光ダイオードを備える、請求項１に記載の装置。
7. 前記発光器が、同一周波数にて様々な時間間隔で発光するように構成されている複数の発光ダイオードを備える、請求項１に記載の装置。
8. 流入口を通して滅菌流体の流れを滅菌チャンバ内に入れる工程と、
   紫外光を前記チャンバ内へ放出する工程と、
   それぞれの位置に配設された複数の紫外光検出器で前記紫外光を受光する工程と、
   前記チャンバ内で所望のレベルの前記滅菌流体が得られるように前記検出器からの信号に応じて前記滅菌流体の前記流れを調節する工程と、を含む、方法。
9. 紫外光を放出する工程が、前記滅菌流体によって吸収される第１の波長及び前記滅菌流体によってあまり吸収されない第２の波長で紫外光を放出する工程を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記滅菌流体が過酸化水素であり、前記第１の波長が２８０ｎｍであり、前記第２の波長が３７０ｎｍである、請求項９に記載の方法。
11. 紫外光を放出する工程が、光放出を対応の検出器へ導くように構成されている光学素子を有する複数の発光器で実行される、請求項８に記載の方法。
12. 前記チャンバを大気圧未満に維持する工程を更に含む、請求項８に記載の方法。
13. 紫外光を放出する工程が、複数の発光ダイオードを使用して対応の周波数で前記紫外光を放出することによって実行される、請求項８に記載の方法。
14. 紫外光を放出する工程が、複数の発光ダイオードを使用して同一周波数にて様々な時間間隔で前記紫外光を放出することによって実行される、請求項８に記載の方法。
15. 調節する工程が、前記流れを中断させて、前記チャンバを静的な状態に維持する工程を含む、請求項８に記載の方法。

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