ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СТЕРИЛИЗАТОР Российский патент 1997 года по МПК A61L2/08 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для поверхностной стерилизации хирургических и диагностических инструментов, зубных протезов, посуды, а также объемной стерилизации изделий небольшой массы перчаток, катетеров, повязок и непосредственно в лечебных учреждениях.

Известны устройства, осуществляющие стерилизацию медицинских изделий электронным лучом, например установка на заводе в городе Кургане (Абрамян Е.А. Промышленные ускорители электронов. Энергоатомиздат, 1986, с. 206), содержащая ускоритель электронов, стерилизационную камеру, транспортную систему (см. рис. 9.10). В этой установке применимы ускорители электронов, генерирующие электронный луч большой энергии и мощности, поэтому эта установка является крупногабаритной, установлена в отдельном здании, применение ее в обычных лечебных учреждениях невозможно.

Наиболее близким устройством по совокупности признаков является электронно-лучевой стерилизатор Electropulse фирмы Energy Sciences Inc. (Абрамян Е.А. Промышленные ускорители электронов. Энергоатомиздат. 1986, с. 207), также имеющий ускоритель электронов, стерилизационную камеру, транспортную систему (см. рис. 9.11). Этот стерилизатор, хотя и имеет меньшие габариты, однако рассчитан на стерилизацию только одного вида медицинских изделий ленточных перевязочных материалов. Система отклонения /развертки/ электронного луча этого стерилизатора позволяет отклонять /развертывать/ его /за счет применения протяженного катода/ только поперек движения стерилизуемого изделия, что не позволяет использовать его для стерилизации изделий сложной формы. Транспортная система, доставляющая изделие в стерилизационную камеру, представляет собой конвейер, вход в камеру является открытым и облучение изделий производится в атмосфере воздуха, что приводит к образованию вредных для здоровья людей газов /озона, окислов азота/, поэтому приходится применять систему для выброса вредных газов в атмосферу, что ухудшает экологическую обстановку в зоне действия стерилизатора.

Основными техническими результатами, достигаемыми при реализации изобретения, являются уменьшение габаритов и веса устройства, что позволит устанавливать его непосредственно в обычных лечебных учреждениях, возможность стерилизации широкого ассортимента медицинских изделий, в том числе с поверхностью сложной формы, а также предотвращение образования и выброса в атмосферу вредных газов.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в электронно-лучевом стерилизаторе, содержащем ускоритель электронов с системой развертки электронного луча, стерилизационную камеру и транспортную систему для перемещения стерилизуемого объекта, система развертки электронного луча содержит дополнительные средства для его развертки с переменным углом вдоль направления движения стерилизуемого изделия, транспортная система выполнена возвратно-поступательной и размещена в стерилизационной камере, стерилизационная камера выполнена герметичной и снабжена системой вакуумной откачки.

На фиг. 1 приведена функциональная схема, на которой изображены основные узлы стерилизатора; на фиг. 2 отдельно стерилизационный блок с механизмом перемещения дверцы, продольный разрез; на фиг. 3 отдельно стерилизационный блок с механизмом переворота изделия, поперечный разрез; на фиг. 4 схема облучения изделия в продольном направлении.

В состав электронно-лучевого стерилизатора входят следующие основные узлы (фиг. 1).

Ускоритель 1 электронов с системой развертки луча, предназначенный для генерации электронного луча и перемещения его по изделию.

Вакуумная стерилизационная камера 2, в которой происходит облучение изделия.

Транспортная система 3, предназначенная для доставки изделий в камеру и обратно, перемещения его в процессе облучения и переворота.

Система 4 управления, обеспечивающая управление всеми системами стерилизатора, измерение параметров стерилизатора, дозиметрический контроль, поиск неисправностей при отказе стерилизатора.

Система 5 питания, предназначенная для питания ускорителя и других систем стерилизатора.

Система 6 откачки и напуска, предназначенная для вакуумной откачки стерилизационной камеры 2 и напуска в нее воздуха.

Конструктивно стерилизационная камера 2, ускоритель 1 электронов и транспортная система 3 объединены в стерилизационный блок 7, обозначенный на фиг. 1 пунктиром, сечения которого приведены на фиг. 2 и 3. Стерилизационный блок 7 представляет собой объем (см. фиг. 2 и 3), со всех сторон закрытый биологической защитой (на фиг. 2 и 3 заштрихована), обеспечивающей снижение уровня гамма-излучения за ее пределами до безопасного для человека /фонового/ значения. Биологическая защита выполнена разборной и представляет собой кожух из свинцовых блоков.

Ускоритель 1 электронов состоит из инжектора 8 электронов, ускоряющей системы 9 и устройства 10 вывода луча. Ускоритель 1 представляет собой отпаянную вакуумную конструкцию, не содержащую внешних вакуумных насосов. На ускоряющей системе 9 находится фокусирующий соленоид 11, предназначенный для фокусировки электронного луча. Устройство 10 вывода луча содержит фольгу для вывода электронного луча из ускорителя.

Электромагнит 12 поперечной развертки луча служит для развертки луча поперек движения стерилизуемых изделий. Электромагнит 13 продольной развертки луча служит для развертки луча вдоль направления движения стерилизуемых изделий.

Стерилизационная камера 2, в которой происходит облучение изделий, представляет собой герметичный откачиваемый объем. Для ввода стерилизуемых изделий в камеру она снабжена герметичной дверцей 15, перемещающейся в вертикальном направлении с помощью механизма 16 привода дверцы.

Транспортная система 3, предназначенная для перемещения стерилизуемых изделий, представляет собой телескопическую конструкцию, на которой шарнирно закреплен держатель 18 стерилизуемых изделий с установочной решеткой 19. Для поворота держателя 18 стерилизуемых изделий используется механизм 20 переворота.

Стерилизатор работает следующим образом.

Стерилизуемые изделия предварительно закрепляются на установочной решетке 19. При необходимости установочная решетка со стерилизуемыми изделиями может быть вакуумно упакована в полиэтиленовую пленку.

Дверца 15 стерилизационной камеры 2 открывается /опускается/ и держатель стерилизуемых изделий 18 выдвигается из камеры. На фиг. 2 опущенная дверца 15 и выдвинутый держатель 18 показаны пунктиром.

Держатель 18 вдвигается внутрь камеры 2 и останавливается, дверца 15 закрывается /поднимается/.

Стерилизационная камера 2 откачивается до давления не более 10 гПа.

Включается ускоритель и начинается процесс стерилизации. Ускоритель работает в непрерывном режиме и генерирует луч средней мощностью 300 350 Вт с энергией электронов 400 500 кэВ.

Выводимый из ускорителя луч развертывается поперек движущегося держателя и одновременно развертывается вдоль держателя, все время оставаясь на его поверхности. Иллюстрация данного процесса в продольном направлении приведена на фиг. 4. Направление движения держателя 18 стерилизуемых изделий показано стрелками. Предельные углы отклонения в продольном направлении составляют + 45 и 45^o относительно вертикальной оси ускорителя. Диапазон продольного отклонения луча 21, выводимого из устройства 10 вывода, изменяется от 0^o в начале зоны облучения (фиг. 4а), затем, увеличиваясь (фиг. 4б), достигает значения 90 ±45^o в центре зоны облучения (фиг. 4в), после чего снова уменьшается (фиг. 4г), становясь равным 0^o в конце зоны облучения (фиг. 4д). Таким образом, на каждую точку поверхности стерилизуемого изделия луч за время стерилизации падает в продольном направлении с переменными углами от + 45 до 45^o относительно вертикальной оси изделия, при этом соответствующим образом изменяются углы вылета отраженных от поверхности изделия электронов, также участвующих в процессе стерилизации. Все это вместе снижает величину "мертвых зон" облучения, обеспечивая стерилизацию поверхностей сложной формы и боковых поверхностей изделий. Скорость движения держателя 18 изделий в процессе облучения является переменной /максимальной на краях зоны облучения и минимальной в центре/ с тем, чтобы обеспечить постоянство величины стерилизующей дозы на единицу поверхности изделия. Управление разверткой луча и скоростью движения держателя 18 изделий осуществляется системой 4 управления и измерений (фиг. 1).

При достижении держателем 18 конца зоны облучения ускоритель выключается, держатель 18 останавливается и с помощью механизма 20 переворота (фиг. 4) переворачивается на 180^o относительно поперечной оси. Процесс переворота держателя 18 показан на фиг. 2 пунктиром. После переворота изделие стерилизуется с обратной стороны при его движении в обратную сторону, после чего держатель /18/ останавливается и ускоритель выключается.

С помощью системы 6 откачки и напуска (фиг. 1) напускается воздух в стерилизационную камеру 2.

Дверца 15 стерилизационной камеры 2 открывается, держатель объекта 18 выдвигается из камеры. Установочная решетка 19 с простерилизованными изделиями вынимается из держателя 18 и на ее место вставляется решетка с нестерилизованными изделиями, после чего процесс стерилизации повторяется. При необходимости установочная решетка 19 с простерилизованными в одном направлении изделиями может быть повернута на 90^o вокруг вертикальной оси, вставлена в держатель 18 и изделия простерилизованы вдоль другой оси.

Использование: электронно-лучевой стерилизатор относится к медицинской технике и может быть использован для поверхностной стерилизации хирургических инструментов и объемной стерилизации медицинских изделий небольшой массы непосредственно в лечебных учреждениях. Сущность изобретения: электронно-лучевой стерилизатор содержит ускоритель электронов с системой поперечного отклонения электронного луча, дополнительный электромагнит для отклонения электронного луча с переменным углом вдоль направления движения стерилизуемых изделий, вакуумную стерилизационную камеру и транспортную систему для перемещения стерилизуемых изделий с механизмом переворота изделий, расположенную в стерилизационной камере. 4 ил.

Электронно-лучевой стерилизатор, содержащий ускоритель электронов с системой поперечного отклонения электронного луча, стерилизационную камеру с транспортной системой для перемещения стерилизуемых изделий, отличающийся тем, что он снабжен средством для отклонения электронного луча с переменным углом вдоль направления движения стерилизуемых изделий, выполненным в виде электромагнита, стерилизационная камера выполнена герметичной и снабжена системой вакуумной откачки и герметичной дверцей, при этом транспортная система выполнена возвратно-поступательной, имеет механизм переворота стерилизуемых изделий и размещена в стерилизационной камере.