Аппарат для стерилизации
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппарату для стерилизации хирургического смотрового устройства с помощью плазмы. Аппарат содержит инструмент для стерилизации. Инструмент при этом содержит удлиненный зонд, наконечник зонда, газопровод. Инструмент для стерилизации вставляется через продольный канал. Канал проходит вдоль вводимой трубки хирургического смотрового устройства. Зонд содержит коаксиальный кабель для передачи радиочастотной электромагнитной энергии и/или микроволновой ЭМ энергии, наконечник зонда и газопровод для транспортировки газа к наконечнику зонда. Удлиненный зонд содержит защитную муфту. Муфта образует полость, через которую проходит коаксиальный кабель. Газопровод представляет собой кольцевой проход, образованный между наружной поверхностью коаксиального кабеля и внутренней поверхностью защитной муфты. Коаксиальный кабель содержит внутренний проводник, внешний проводник и диэлектрический материал, отделяющий внутренний проводник от внешнего проводника. Наконечник зонда присоединен на дистальном конце коаксиального кабеля для получения радиочастотной и/или микроволновой энергии и содержит первый электрод, второй электрод и изолирующий колпачок. При этом первый электрод соединен с внутренним проводником коаксиального кабеля и проходит в продольном направлении во внутреннем объеме. Второй электрод соединен с внешним проводником коаксиального кабеля и окружает внутренний объем наконечника зонда. Изолирующий колпачок установлен на дистальном конце коаксиального кабеля для изоляции коаксиального кабеля от внутреннего объема, а именно во втором электроде, причем второй электрод представляет собой цилиндр, который установлен внутри кольцевого прохода газопровода на его дистальном конце. Газопровод находится в сообщении по текучей среде с внутренним объемом по пути потока, образованному между изолирующим колпачком и вторым электродом. Первый электрод и второй электрод выполнены с возможностью получения радиочастотной и/или микроволновой энергии от коаксиального кабеля для создания электрического поля во внутреннем объеме для розжига плазмы в нем. Наконечник зонда содержит выпуск для выпуска плазмы из внутреннего объема. Второй электрод является зубчатым с обеспечением продольных пазов в цилиндре, которые обеспечивают путь потока для обеспечения протекания газа вокруг изолирующего колпачка. Обеспечивается аппарат для стерилизации хирургического смотрового устройства с помощью плазмы с путем потока газа из газопровода в объем, окруженный выполненным зубчатым электродом. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к стерилизации хирургических смотровых устройств, таких как эндоскопы, гастроскопы, лапароскопы и т. п. В частности, настоящее изобретение относится к устройству для стерилизации или дезинфекции инструментальных каналов и/или рабочих частей таких хирургических смотровых устройств.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Бактерии - это одноклеточные организмы, которые встречаются практически везде, существуют в больших количествах и способны быстро делиться и размножаться. Большинство бактерий безвредны, но есть три вредных группы; а именно: кокки, спириллы и бациллы. Кокки - это шаровидные клетки, спириллы - это спиралевидные клетки, а бациллы - палочковидные. Вредные бактерии вызывают такие заболевания, как столбняк и брюшной тиф.
Вирусы могут только жить и размножаться, захватывая другие клетки, то есть они не могут выжить самостоятельно. Вирусы вызывают такие заболевания, как простуда, грипп, эпидемический паротит и СПИД. Грибковые споры и крошечные организмы, называемые простейшими, могут вызвать болезнь.
Известно, что такие микроорганизмы остаются в инструментальном канале хирургических смотровых устройств (таких как эндоскопы, гастроскопы и т. д.). Весьма желательно удалить эти организмы, чтобы хирургические смотровые устройства не стали источником инфекции. Стерилизация - это действие или процесс, при котором разрушаются или уничтожаются все формы жизни, особенно микроорганизмы.
Известные методы стерилизации инструментальных каналов смотровых устройств включают использование чистящих жидкостей, с помощью которых промывают канал для удаления инородных веществ. Для очистки внутренней части также может использоваться щетка. Затем смотровое устройство дезинфицируют в автоматических установках для мойки или дезинфекции, что может включать погружение смотрового устройства в потенциально вредные химические вещества, такие как глутаральдегид. В завершение смотровое устройство тщательно промывают водой, а затем спиртом, чтобы удалить следы дезинфицирующего средства.
Такие известные методы являются трудоемкими, а также склонны к неполной или недостаточной стерилизации инструментального канала.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В наиболее общих чертах, в настоящем изобретении предлагается аппарат для стерилизации, который использует термическую или нетермическую плазму для дезинфекции хирургических смотровых устройств, таких как эндоскопы, гастроскопы, лапароскопы и т. п. В различных аспектах настоящего изобретения предлагается (i) аппарат для стерилизации внутри канала (например, инструментального канала), образованного с вводимой трубкой хирургического смотрового устройства, (ii) аппарат для стерилизации всего устройства для обработки всей наружной поверхности хирургического смотрового устройства, и (iii) аппарат для очистки и стерилизации поверхности дистального конца вводимой трубки хирургического смотрового устройства.
В первом аспекте предлагается аппарат для стерилизации хирургического смотрового устройства, причем аппарат содержит: инструмент для стерилизации, вставляемый через продольный канал, который проходит вдоль вводимой трубки хирургического смотрового устройства, причем инструмент для стерилизации содержит: удлиненный зонд, содержащий коаксиальный кабель для передачи радиочастотной (РЧ) электромагнитной (ЭМ) энергии и/или микроволновой ЭМ энергии; наконечник зонда, присоединенный на дистальном конце коаксиального кабеля для получения РЧ и/или микроволновой энергии; и газопровод для транспортировки газа к наконечнику зонда, причем коаксиальный кабель содержит внутренний проводник, внешний проводник и диэлектрический материал, отделяющий внутренний проводник от внешнего проводника, причем наконечник зонда содержит первый электрод, соединенный с внутренним проводником коаксиального кабеля, и второй электрод, соединенный с внешним проводником коаксиального кабеля, причем второй электрод окружает внутренний объем наконечника зонда, причем первый электрод проходит в продольном направлении во внутреннем объеме, причем наконечник зонда дополнительно содержит изолирующий колпачок, установленный на дистальном конце коаксиального кабеля для изоляции коаксиального кабеля от внутреннего объема, причем газопровод находится в сообщении по текучей среде с внутренним объемом по пути потока, образованному между изолирующим колпачком и вторым электродом, причем первый электрод и второй электрод выполнены с возможностью получения РЧ и/или микроволновой энергии от коаксиального кабеля для создания электрического поля во внутреннем объеме для розжига плазмы в нем, и причем наконечник зонда содержит выпуск для выпуска плазмы из внутреннего объема.
Аппарат согласно этому аспекту, таким образом, обеспечивает стерилизацию инструментального канала смотрового устройства с использованием термической и/или нетермической плазмы, которая может быть особенно эффективна для уничтожения бактерий и вирусов, находящихся на стенке инструментального канала. Аппарат может иметь подходящие размеры для соответствия инструментальным каналам традиционных смотровых устройств, но также предусматривается, что аппарат по настоящему изобретению также может использоваться для стерилизации любого канала, проходящего через вводимую трубку смотрового устройства, такого как биопсийный канал. В этом отношении следует понимать, что инструментальный канал, при использовании в настоящем описании, может рассматриваться как любой канал, проходящий через вставляемый провод смотрового устройства.
Изолирующий колпачок может быть установлен во втором электроде, например, для образования проксимального конца внутреннего объема. Путь потока может содержать множество отверстий во втором электроде, которые позволяют газу течь вокруг изолирующего колпачка. Множество отверстий могут быть расположены равномерно, чтобы способствовать прохождению равномерного потока газа во внутренний объем.
Изолирующий колпачок может способствовать обеспечению генерирования плазмы в дистальной части наконечника зонда, и может способствовать направлению сгенерированной плазмы из наконечника зонда. В некоторых вариантах осуществления изолирующий колпачок может иметь снабженный фаской дистальный конец в области отверстия, проходящего через второй электрод. Это может способствовать увеличению скорости газа по пути потока во втором электроде, помогая подаче газа и направлению плазмы из дистального конца наконечника зонда.
Второй электрод может представлять собой цилиндр. Каждое из множества отверстий может являться продольным пазом в цилиндре. Например, проксимальный конец второго электрода может быть зубчатым с обеспечением множества отверстий.
Аппарат может быть выполнен с возможностью генерирования и доставки гидроксильных радикалов для стерилизации или дезинфекции. Аппарат, таким образом, может содержать жидкостный трубопровод для доставки воды во внутренний объем. Жидкостный трубопровод может представлять собой полый проход через внутренний проводник коаксиального кабеля. Таким образом, предоставление дополнительного трубопровода не требует больше места в удлиненном зонде.
Жидкостный трубопровод может быть выполнен с возможностью доставки водяного тумана во внутренний объем. Использование водяного тумана или пара может способствовать генерированию гидроксильных радикалов из положительных ионов в плазме.
Удлиненный зонд может содержать защитную муфту, которая образует полость, через которую проходит коаксиальный кабель. Газопровод может представлять собой проход, образованный между наружной поверхностью коаксиального кабеля и внутренней поверхностью защитной муфты. Это также может обеспечить компактность аппарата для простой вставки через инструментальный канал.
Наконечник зонда может содержать проводящий колпачок, установленный на первом электроде на дистальном конце внутреннего объема. Проводящий колпачок изолирован от второго проводника. Например, проводящий колпачок может быть разнесен от дистального конца второго электрода для образования выпуска. Проводящий колпачок может обеспечивать эффективное создание плазмы и способствовать направлению плазмы по окружности из конца наконечника зонда для эффективной стерилизации внутренней стенки инструментального канала. Проводящий колпачок эффективно действует как удлинение первого электрода для генерирования плазмы.
Первый электрод может быть спиральным. Спиральный электрод преимущественно обеспечивает последовательный резонанс в электроде на микроволновой частоте, тем самым доставляя максимальную энергию в газ и плазму. Первый электрод образован из части внутреннего проводника коаксиального кабеля, которая проходит за дистальный конец внешнего проводника.
Аппарат может содержать устройство извлечения, установленное на удлиненном зонде и выполненное с возможностью втягивания удлиненного зонда через него. Устройство извлечения может быть выполнено с возможностью извлечения удлиненного зонда с заданной скоростью. Например, устройство извлечения может содержать двигатель, приводимый в действие для втягивания удлиненного зонда. Таким образом, аппарат может быть выполнен с возможностью автоматической работы и без управления человеком. Заданная скорость может быть выбрана для обеспечения тщательной стерилизации инструментального канала. Заданная скорость может составлять менее 10 мм в секунду, например 5 мм в секунду, предпочтительно 1 мм в секунду или менее, например 0,5 мм в секунду или менее.
Наконечник зонда может дополнительно содержать очищающую щетку, установленную на его дистальном конце. Очищающая щетка может способствовать удалению или снятию биопленок с поверхности инструментального канала.
Аппарат может содержать устройство возбуждения вибрации, выполненное с возможностью сообщения ультразвуковых вибраций удлиненному зонду или наконечнику зонда, или щетке, установленной на наконечнике зонда. Устройство возбуждения вибрации может представлять собой двигатель (например, линейный или шаговый двигатель), или ультразвуковой преобразователь или пьезоэлектрический привод. В некоторых вариантах осуществления устройство возбуждения вибрации может представлять собой устройство извлечения или может быть встроено в него. В других примерах устройство возбуждения вибрации может представлять собой независимое устройство, например, установленное на удлиненном зонде или в наконечнике зонда.
Во втором аспекте предлагается аппарат для стерилизации хирургического смотрового устройства, причем аппарат содержит: корпус, который образует оболочку для размещения хирургического смотрового устройства; плазменный аппликатор, установленный в корпусе, причем плазменный аппликатор содержит участок генерирования плазмы и выпуск для направления сгенерированной плазмы из участка генерирования плазмы в оболочку; генератор мощности, присоединенный для доставки РЧ и/или микроволновой ЭМ энергии к плазменному аппликатору; источник газа, присоединенный для доставки газа к плазменному аппликатору. С помощью этого устройства внешняя поверхность всего хирургического смотрового устройства может быть стерилизована. В одном примере оболочка может быть расположена с возможностью вмещения всего устройства. Оболочка может представлять собой микроволновой резонатор. Например, она может напоминать микроволновую печь. В некоторых примерах аппарат может применять традиционные промышленные моющие машины, например, для обеспечения плазменного аппликатора вокруг барабана моющей машины, причем барабан становится оболочкой, описанной выше.
Корпус может содержать поворотное приспособление для вращения хирургического смотрового устройства внутри оболочки.
Аппарат согласно этому аспекту также может использовать гидроксильные радикалы для стерилизации. Например, аппарат может содержать источник жидкости для доставки воды в оболочку. Источник жидкости может быть присоединен посредством трубопровода, имеющего сопло, расположенное для доставки водяного тумана в оболочку. В других примерах вода может подаваться в участок генерирования плазмы плазменного аппликатора.
Инструментальный канал смотрового устройства может одновременно стерилизоваться посредством аппарата согласно первому аспекту настоящего изобретения, как определено выше. Необязательно аппарат может содержать более одного такого устройства, при этом множество каналов во вводимой трубке смотрового устройства могут стерилизоваться одновременно.
Корпус может содержать панель, которая определяет поверхность оболочки, причем панель имеет массив плазменных аппликаторов, установленных в ней. Например, верхняя стенка или боковая стенка оболочки может содержать массив плазменных аппликаторов. Таким образом, может быть обеспечено направление плазмы на все наружные поверхности смотрового устройства, а также тщательная стерилизация смотрового устройства.
Оболочка может содержать основную часть для размещения рабочей части хирургического смотрового устройства и кольцевой участок для размещения вводимой трубки хирургического смотрового устройства. Кольцевой участок может содержать кольцевое устройство генерирования плазмы, выполненное с возможностью перемещения относительно вводимой трубки хирургического смотрового устройства. Например, кольцевое устройство генерирования плазмы может быть установлено на платформе для обработки, которая выполнена с возможностью перемещения относительно основной части вдоль длины вводимой трубки хирургического смотрового устройства.
В некоторых вариантах осуществления платформа для обработки может быть выполнена с возможностью перемещения для перемещения кольцевого устройства генерирования плазмы относительно вводимой трубки. Плазменный аппликатор может перемещаться за счет перемещения платформы для обработки для обеспечения того, что вся наружная поверхность вводимой трубки надлежащим образом стерилизуется плазмой, производимой кольцевым устройством генерирования плазмы. В некоторых вариантах осуществления платформа для обработки может представлять собой конвейерную ленту, вследствие чего аппарат может быть компактным.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается аппарат для стерилизации хирургического смотрового устройства, причем аппарат содержит: корпус, который определяет углубление для размещения дистального конца вводимой трубки хирургического смотрового устройства; щетку, установленную в углублении для контакта с дистальным концом вводимой трубки; приводной элемент, функционально соединенный со щеткой для обеспечения относительного движения щетки в корпусе. Аппарат в основном предназначен для физической очистки поверхности дистального конца вводимой трубки. Однако аппарат может дополнительно содержать плазменный аппликатор, установленный в корпусе, причем плазменный аппликатор содержит участок генерирования плазмы и выпуск для направления сгенерированной плазмы из участка генерирования плазмы в углубление. Аппарат, таким образом, может как очищать, так и стерилизовать поверхность дистального конца.
Корпус может быть присоединен к генератору мощности, расположенному для доставки РЧ и/или микроволновой ЭМ энергии к плазменному аппликатору, и к источнику газа, расположенному для доставки газа к плазменному аппликатору. Корпус может быть дополнительно присоединен к источнику жидкости для доставки воды в углубление, причем гидроксильные радикалы могут быть сгенерированы для способствования стерилизации и дезинфекции.
Термин «хирургическое смотровое устройство» может использоваться в настоящем документе для обозначения любого хирургического устройства, оснащенного вводимой трубкой, которая является жестким или гибким (например, управляемым) трубопроводом, который вводится в тело пациента во время инвазивной процедуры. Вводимая трубка может содержать инструментальный канал и оптический канал (например, для передачи света в целях освещения и/или захвата изображений участка, подвергаемого обработке, на дистальном конце вводимой трубки. Инструментальный канал может иметь диаметр, подходящий для размещения инвазивных хирургических инструментов. Диаметр инструментального канала может составлять 5 мм или менее.
В настоящем документе термин «внутренний» означает расположенный ближе в радиальном направлении к центру (например, оси) инструментального канала и/или коаксиального кабеля. Термин «наружный» означает расположенный дальше в радиальном направлении от центра (например, оси) инструментального канала и/или коаксиального кабеля.
В настоящем документе термин «проводящий» используется для обозначения электрической проводимости, если в контексте не определено иное.
В настоящем документе термины «проксимальный» и «дистальный» относятся к концам удлиненного зонда. При использовании проксимальный конец расположен ближе к генератору для подачи РЧ и/или микроволновой энергии, при этом дистальный конец расположен дальше от генератора.
В настоящем описании термин «микроволновой» может использоваться в широком смысле для указания диапазона частот от 400 МГц до 100 ГГц, но предпочтительно диапазона от 1 ГГц до 60 ГГц. Конкретные частоты, которые были рассмотрены, включают: 915 МГц, 2,45 ГГц, 3,3 ГГц, 5,8 ГГц, 10 ГГц, 14,5 ГГц и 24 ГГц. В отличие от этого, в этом описании используются термины «радиочастотный» или «РЧ» для указания диапазона частот, который по меньшей мере на три порядка ниже, например, вплоть до 300 МГц, предпочтительно от 10 кГц до 1 МГц, и наиболее предпочтительно 400 кГц. Микроволновая частота может быть отрегулирована для обеспечения оптимизации доставляемой микроволновой энергии. Например, наконечник зонда может быть выполнен с возможностью работы на определенной частоте (например, 900 МГц), но при использовании наиболее эффективная частота может быть другой (например, 866 МГц).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Варианты осуществления настоящего изобретения далее описываются в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан аппарат для стерилизации, который представляет собой вариант осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан вид в поперечном сечении первого наконечника зонда для использования с настоящим изобретением;
на фиг. 3 показан вид в перспективе второго электрода, который используется с первым наконечником зонда;
на фиг. 4 показан вид в поперечном сечении второго наконечника зонда для использования с настоящим изобретением;
на фиг. 5 показана созданная на компьютере модель, на которой показано место расположения плазмы, сгенерированной посредством второго наконечника зонда;
на фиг. 6 показан схематический вид аппарата для стерилизации всего хирургического смотрового устройства, который представляет собой вариант осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 показан вид крупным планом кольцевого устройства генерирования плазмы аппарата для стерилизации, показанного на фиг. 6;
на фиг. 8 показан схематический вид аппарата для стерилизации всего хирургического смотрового устройства, который представляет собой другой вариант осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9 показан вид в перспективе очистительного устройства для дистального конца, которое представляет собой вариант осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 10 показан вид в перспективе наконечника зонда, имеющего щетку, который может использоваться с настоящим изобретением;
на фиг. 11A показан схематический вид в перспективе наконечника зонда для генерирования гидроксильных радикалов, который может использоваться с настоящим изобретением;
на фиг. 11B показан вид в поперечном сечении наконечника зонда, показанного на фиг. 11A;
на фиг. 12 показан схематический вид в перспективе другого наконечника зонда для генерирования гидроксильных радикалов, который может использоваться с настоящим изобретением;
на фиг. 13 показан схематический вид в перспективе еще одного наконечника зонда для генерирования гидроксильных радикалов, который может использоваться с настоящим изобретением; и
на фиг. 14 показан схематический вид аппарата для стерилизации, подходящего для стерилизации внешней поверхности хирургического смотрового устройства с использованием принципов настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ; ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЦИИ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ
На фиг. 1 показан аппарат 10 для стерилизации, который представляет собой вариант осуществления настоящего изобретения. Аппарат для стерилизации содержит удлиненный зонд, например, имеющий форму гибкого стержня. Удлиненный зонд содержит коаксиальный кабель 12, имеющий наконечник 14 зонда на своем дистальном конце. Удлиненный зонд может содержать защитную муфту, в которой проходит коаксиальный кабель 12, но это не является существенным. Генератор 30 присоединен к проксимальному концу коаксиального кабеля 12. Источник 40 газа также присоединен к удлиненному зонду для подачи газа к наконечнику 14 зонда через газопровод (не показан), который проходит через удлиненный зонд. Газопровод может образовывать часть коаксиального кабеля 12, например, может представлять собой продольный полый проход, образованный внутри коаксиального кабеля, например, внутри его внутреннего проводника. Альтернативно газопровод может представлять собой отдельную трубку или проход, проходящий рядом с коаксиальным кабелем, например, внутри защитной муфты. Источник 40 газа может представлять собой источник любого инертного газа, подходящего для образования нетермической или термической плазмы, например, аргона, гелия, азота, диоксида углерода или их комбинации. В некоторых примерах также может быть желательно подавать ультрафиолетовый (УФ) свет, чтобы способствовать осуществлению процесса стерилизации.
Удлиненный зонд выполнен с возможностью, например, имеет подходящие размеры, вставки в один или более каналов, которые проходят вдоль длины вводимой трубки 52 хирургического смотрового устройства 50, такого как эндоскоп, гастроскоп, бронхоскоп и т. п. В описании ниже удлиненный зонд может быть вставлен в инструментальный канал вводимой трубки. Однако настоящее изобретение может быть применимо к стерилизации любого канала, проходящего через вводимую трубку, например, выпускного канала для вымывания инородных веществ с участка, подвергаемого обработке, во время нормального использования.
Аппарат 10 дополнительно содержит устройство 20 извлечения, которое расположено с возможностью перемещения в продольном направлении удлиненного зонда для обеспечения контролируемого извлечения в инструментальном канале, как описано более подробно ниже. Устройство 20 извлечения может быть выполнено с возможностью прохождения в прямом и обратном направлении, вследствие чего устройство 20 извлечения может использоваться как для вставки, так и для извлечения удлиненного зонда через инструментальный канал.
Коаксиальный кабель 12 и наконечник 14 зонда могут быть вставлены через инструментальный канал вводимой трубки 52 смотрового устройства 50. Удлиненный зонд может быть вставлен вручную пользователем, или может быть вставлен с использованием устройства 20 извлечения. Инструментальный канал может быть промыт жидкостью перед вставкой удлиненного зонда, в случае чего аппарат 10 для стерилизации может использоваться для сушки инструментального канала, когда он вставлен, и для стерилизации или дезинфекции инструментального канала, когда наконечник 14 зонда извлечен через инструментальный канал. Сам удлиненный зонд может использоваться для впуска жидкости, например, через газопровод или отдельный жидкостный трубопровод, когда он вставляется в инструментальный канал или извлекается из него.
Аппарат 10 предназначен для стерилизации внутренней части инструментального канала, когда он извлекается из него. Он может использоваться в сочетании с аппаратом для стерилизации внешней части смотрового устройства 50, например, его рабочей части 54 и/или вводимой трубки 52.
При работе, во время извлечения наконечника 14 зонда через инструментальный канал, генератор 30 подает радиочастотную (РЧ) электромагнитную (ЭМ) энергию и/или микроволновую ЭМ энергию к наконечнику 14 зонда. Источник 40 газа одновременно подает газ к наконечнику 14 зонда через газопровод. РЧ и/или микроволновая энергия и поданный газ объединяются в наконечнике зонда для генерирования термической или нетермической плазмы, которая выпускается из наконечника 14 зонда для контакта с внутренней поверхностью инструментального канала для разрушения или уничтожения микроорганизмов. Примеры генерирования плазмы таким образом раскрыты, например, в документе WO 2009/060213 A1.
Генератор может контролироваться для определения того, является сгенерированная плазма нетермической или термической плазмой. Например, поданная микроволновая энергия может иметь мощность и/или коэффициент заполнения, которые могут быть выбраны для создания нетермической или термической плазмы. В некоторых примерах термическая плазма может использоваться для сушки внутренней части инструментального канала после стерилизации. Это может быть преимущественным, поскольку это устраняет необходимость в подвешивании смотрового устройства для сушки после очистки и ускоряет цикл обработки всего смотрового устройства.
Устройство 20 извлечения может быть расположено с возможностью контроля скорости извлечения наконечника зонда. Скорость извлечения может быть низкой, например, менее 10 мм в секунду, предпочтительно менее 1 мм в секунду, например 0,5 мм в секунду. Скорость извлечения может быть постоянной. За счет использования механического устройства извлечения можно добиться лучшего контроля таких низких скоростей извлечения, чем при ручном управлении.
В некоторых примерах может быть желательно, чтобы на дистальном конце удлиненного зонда находилась вода (например, водяной туман или пар) при генерировании плазмы. В этом случае плазма может генерировать гидроксильные радикалы из воды. Гидроксильные радикалы являются эффективными средствами стерилизации. Вода может подаваться через удлиненный зонд. В одном примере вода подается через продольный проход, образованный внутри внутреннего проводника коаксиального кабеля. Между тем, газопровод может представлять собой кольцевое пространство, образованное между наружной поверхностью внешнего проводника коаксиального кабеля и внутренней поверхностью защитной муфты. Таким образом, как газ, так и жидкость могут быть доставлены к участку генерирования плазмы, тем самым позволяя осуществлять локализованное генерирование гидроксильных радикалов. В некоторых вариантах осуществления аппарат может быть выполнен с возможностью приема ультрафиолетового излучения, чтобы способствовать образованию гидроксильных радикалов. Примеры генерирования гидроксильных радикалов таким образом раскрыты, например, в документе WO 2009/060214 A1.
Аппарат 10 может дополнительно содержать устройство возбуждения вибрации, выполненное с возможностью обеспечения относительной вибрации между вводимой трубкой и удлиненным зондом. Устройство возбуждения вибрации может быть объединено с устройством 20 извлечения, например, в качестве альтернативного рабочего метода. В режиме обеспечения вибрации устройство 20 извлечения может быть расположено с возможностью обеспечения быстрого (например, ультразвукового) низкоамплитудного колебания удлиненного зонда внутри инструментального канала. В других примерах устройство возбуждения вибрации может работать независимо от устройства извлечения. Например, устройство возбуждения вибрации может содержать подходящий двигатель (например, шаговый или линейный двигатель) или пьезоэлектрический элемент, выполненный с возможностью обеспечения относительной ультразвуковой вибрации между удлиненным зондом и вводимой трубкой. Устройство возбуждения вибрации может быть установлено либо на удлиненном зонде, либо на вводимой трубке. Вибрация способствует или упрощает удаление биопленки ли других инородных веществ из инструментального канала.
Устройство возбуждения вибрации может быть присоединено на проксимальном конце удлиненного зонда, т. е. в непосредственной близости от устройства 20 извлечения. Альтернативно или дополнительно устройство возбуждения вибрации может быть расположено на проксимальном конце удлиненного зонда, например, в или на наконечнике зонда. Устройство возбуждения вибрации может быть расположено с возможностью обеспечения вибрации самого наконечника зонда или щетки, установленной на наконечнике зонда. В этом примере устройство возбуждения вибрации может содержать пьезоэлектрический элемент или миниатюрный двигатель, присоединенный к щетке или плазменному аппликатору или возле них. Частота вибраций, возбуждаемых устройством возбуждения вибрации, может находиться в диапазоне от 20 кГц до 10 МГц.
На фиг. 2 показан вид в поперечном сечении первого наконечника 100 зонда для использования в настоящем изобретении, например, для использования в аппарате 10, описанном выше. Наконечник 100 зонда может быть присоединен к дистальному концу коаксиального кабеля 12, как показано на фиг. 1. Наконечник 100 зонда выполнен с возможностью приема РЧ и/или микроволновой ЭМ энергии и газа для создания термической или нетермической плазмы, которая может быть направлена из дистального конца наконечника 100 зонда на стенку инструментального канала для стерилизации, когда наконечник 100 зонда извлечен из инструментального канала смотрового устройства 50.
В этом варианте осуществления наконечник 100 зонда содержит первый электрод 102 и второй электрод 104 на его дистальном конце. Первый электрод 102 имеет спиральную форму, а второй электрод 104 представляет собой полый цилиндр, который открыт на каждом конце, причем первый электрод 102 расположен в целом вдоль продольной оси второго электрода 104. Пространство 103 (также называемое как участок генерирования плазмы), таким образом, определено между первым электродом 102 и вторым электродом 104.
Второй электрод 104 имеет зубцы (т. е. ряд выступающих язычков 121, разделенных пазами 125, как показано на фиг. 3), образованные в проксимальном конце. Зубцы позволяют газу течь из кольцевого газопровода 106, окружающего коаксиальный кабель 12, в пространство внутри второго электрода 104. Розжиг плазмы может быть осуществлен посредством настройки подаваемого РЧ и/или микроволнового ЭМ излучения для генерирования высокоинтенсивного электрического поля между первым электродом 102 и вторым электродом 104 в пространстве 103. Розжиг плазмы может быть осуществлен с использованием РЧ ЭМ энергии и поддерживаться посредством микроволновой ЭМ энергии. Сгенерированная плазма вытекает из дистального открытого конца второго электрода 104 для контакта с внутренней поверхностью инструментального канала, в который вставлен удлиненный зонд.
Коаксиальный кабель 12 содержит внутренний проводник 108, отделенный от внешнего проводника 110 изолирующим диэлектрическим материалом 111. Первый электрод 102 присоединен к внутреннему проводнику 108 коаксиального кабеля, а второй электрод 104 присоединен к внешнему проводнику 110 коаксиального кабеля 12. В некоторых вариантах осуществления первый электрод 102 может дополнительно содержать колпачок на своем дистальном конце, такой как колпачок 218, показанный на фиг. 4 и описанный ниже.
Газопровод 106 может быть образован кольцевым зазором между наружной поверхностью внешнего проводника 110 коаксиального кабеля и защитной муфтой 112, которая окружает коаксиальный кабель 12. Как описано выше, газ может быть введен в газопровод 106 возле или вокруг проксимального конца коаксиального кабеля 12 из источника 40 газа.
Второй электрод 104 выполнен с возможностью установки поверх внешнего проводника 110 и внутри муфты 112 на дистальном конце коаксиального кабеля 12. Второй электрод 104, таким образом, установлен внутри газопровода 106 на его дистальном конце. Газ может течь из газопровода 106 внутрь второго электрода 104 через зубцы, которые образованы в проксимальном конце второго электрода 104.
Внутри второго электрода 104, расположенного на дистальном конце коаксиального кабеля 12, находится в целом цилиндрический керамический колпачок 114. Керамический колпачок 114 расположен на некотором расстоянии от дистального конца внешнего проводника 110 коаксиального кабеля 12. Продольный зазор 116 между этими частями может быть заполнен адгезивом, например, УФ-отверждаемым адгезивом, для предотвращения образования дуги между внешним проводником 110 и внутренним проводником 108.
Керамический колпачок 114 может проходить приблизительно на 2 мм в продольном направлении. Керамический колпачок 114 имеет снабженную фаской поверхность дистального конца для обеспечения протекания газа из газопровода 106 в пространство 103 для прохождения между первым электродом 102 и вторым электродом 104, где происходит розжиг плазмы. Первый электрод 102 присоединен к внутреннему проводнику 108 коаксиального кабеля проводящим элементом (не показан), который проходит через керамический колпачок 114. Проводящий элемент может представлять собой часть внутреннего проводника 108, который выступает за дистальный конец внешнего проводника 110.
Первый электрод 102 согласно этому варианту осуществления образован из провода, который скручен с образованием спиральной или винтовой конструкции. Провод в некоторых вариантах осуществления может быть намотан вокруг сплошного сердечника из диэлектрического материала, например, PTFE, PEEK или керамического материала. Альтернативно провод может быть намотан вокруг тонкостенного открытого цилиндра. Провод предпочтительно может быть выполнен из надлежащего проводника, такого как медь, серебро, золото или плакированная сталь для сведения к минимуму потерь в проводнике в наконечнике 100 зонда. Провод может представлять собой дистальную часть внутреннего проводника 108, которая выступает из дистального конца коаксиального кабеля 12.
Первый электрод 102 выполнен в виде резонансной конструкции на микроволновых частотах, используемых в настоящем изобретении. На этих частотах провод, образующий первый электрод 102, проявляет индуктивные характеристики. За счет образования первого электрода 102 в виде спирали, между каждым смежным витком обеспечивается емкость, когда энергия подается к наконечнику 100. Эта конструкция, таким образом, предоставляет подходящие условия для последовательного резонанса в первом электроде 102 при минимальном импедансе на микроволновой частоте ЭМ энергии, подаваемой к наконечнику 100 зонда.
На фиг. 3 показан вид в перспективе примера второго электрода 104. Второй электрод 104 представляет собой полый цилиндр, имеющий открытый дистальный конец 123 для обеспечения вытекания плазмы, созданной внутри электрода, из дистального конца. Проксимальный конец электрода 104 также открыт, вследствие чего электрод может быть вставлен в дистальный конец коаксиального кабеля так, как описано выше. Проксимальный конец электрода 104 является зазубренным таким образом, что в проксимальном конце электрода 104 между язычками 121 образовано множество пазов 125. Эти пазы 125 позволяют газу течь внутрь электрода 104 из газопровода 106, как описано выше, где газ зажигается для создания термической или нетермической плазмы. Может быть желательно, чтобы множество пазов были расположены на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности второго электрода 104 таким образом, чтобы поток газа в пространство 103 был по существу равномерным относительно продольной оси.
Второй электрод 104 имеет общую длину по меньшей мере 11 мм, причем расстояние между основанием зубцов и дистальным концом второго электрода 104 составляет по меньшей мере 3 мм, предпочтительно по меньшей мере 5 мм. Например, расстояние может составлять 6,8 мм. Расстояние в целом эквивалентно длине пространства внутри второго электрода 104, в котором генерируется термическая или нетермическая плазма.
На фиг. 4 показан вид в поперечном сечении второго варианта осуществления наконечника 120 зонда для использования с настоящим изобретением. Компоненты второго наконечника 120 зонда, которые соответствуют компонентам первого наконечника 100 зонда, обозначены теми же ссылочными позициями и не будут описаны снова. Наконечник 120 зонда установлен на дистальном конце коаксиального кабеля аналогично первому наконечнику 100 зонда, описанному выше.
В наконечнике 120 зонда первый электрод 102 является прямым, а не спиральным. Например, первый электрод 102 может представлять собой просто удлинение внутреннего проводника 108 коаксиального кабеля. На дистальном конце первого электрода 102 расположен проводящий торцевой колпачок 122, который расположен на некотором расстоянии от дистального конца второго электрода 104 для образования зазора 119. Наконечник 120 зонда выполнен с возможностью приема РЧ и/или микроволновой ЭМ энергии и газа для создания термической или нетермической плазмы. Наконечник 120 зонда работает аналогично наконечнику 100 зонда, описанному выше.
Торцевой колпачок 122 способствует удержанию термической или нетермической плазмы, а также предназначен для направления плазмы в сторону стенки инструментального канала для стерилизации, когда наконечник 120 зонда извлечен из инструментального канала смотрового устройства 50. Торцевой колпачок 122 может представлять собой круглый диск, например, имеющий диаметр, аналогичный (предпочтительно немного больший) наружному диаметру второго электрода 104. Торцевой колпачок 122 выполнен из проводящего материала, такого как медь, серебро, золото или плакированная сталь. Торцевой колпачок 122 присоединен к дистальному концу первого электрода 102 таким образом, что между дистальным концом второго электрода 104 и торцевым колпачком 122 образует зазор размером приблизительно 0,5 мм. Торцевой колпачок также может использоваться в вариантах осуществления со спиральным первым электродом, например в наконечнике 100 зонда, показанном на фиг. 2.
На фиг. 5 показана сгенерированная на компьютере модель, на которой показана напряженность электрического поля вокруг наконечника 120 зонда при использовании. Можно увидеть, что за счет наличия торцевого колпачка 122 электрическое поле сосредоточено в кольцевом участке 124, который проходит между дистальным концом второго электрода 104 и противоположной в продольном направлении частью торцевого колпачка 122. Это подразумевает, что плазма может быть сгенерирована в этом участке, в связи с чем поток газа через пространство 103 будет отражаться торцевым колпачком 122 для направления плазмы на внутреннюю поверхность инструментального канала.
Хотя это и не показано на фиг. 2 или 4, наконечник зонда может дополнительно содержать щетку, например, установленную за дистальным концом второго проводника. Щетка может содержать множество деформируемых щетинок, которые трутся об внутреннюю поверхность инструментального канала, способствуя осуществлению процесса стерилизации и очистки.
На фиг. 6 показан схематический вид аппарата 300 для одновременной стерилизации рабочей части 54 и инструментального канала смотрового устройства 50. Он может называться в настоящем документе аппаратом для стерилизации всего хирургического смотрового устройства. Для ясности части аппарата показаны как прозрачные на фиг. 6. Прозрачность не является существенной для настоящего изобретения.
Аппарат 300 содержит главную камеру 302, в которой размещается рабочая часть 54 смотрового устройства. Главная камера 302 расположена с возможностью генерирования термической или нетермической плазмы для очистки и стерилизации внешних поверхностей рабочей части 54. Главная камера 302 содержит внутренний объем 303, образованный внутри корпуса, который определяет U-образное поперечное сечение. Рабочая часть 54 может быть вставлена в объем 303 между парой вертикальных панелей 305 (которые образуют плечи в U-образном поперечном сечении).
Объем 303 представляет собой зону стерилизации, в которой плазма и/или гидроксильные радикалы применяются к рабочей части 52. Рабочая часть 54 может быть введена в объем 303 через отверстие на его верхней поверхности, например, между панелями 305. Альтернативно основание 307 главной камеры 302 может быть отсоединяемым от панелей 305 для образования отверстия, ведущего в объем 303. В другом примере одна или обе панели могут быть соединены с возможностью поворота с основанием 307, вследствие чего они могут поворачиваться в сторону от их вертикального положения для обеспечения возможности вставки рабочей части 54. Соответственно, главная камера 302 может быть открываемой для размещения рабочей части 54 внутри камеры и закрываемой для стерилизации. По меньшей мере одна из вертикальных панелей 305 главной камеры 302 может содержать средства для удерживания рабочей части 54 смотрового устройства на месте внутри главной камеры 302. Например, рабочая часть 54 может удерживаться на месте с помощью крючка или крючков.
Массив плазменных аппликаторов может быть расположен на внутренней поверхности панелей 305, которая обращена к объему 303. Каждый плазменный аппликатор может быть расположен с возможностью приема подаваемого газа (например, аргона) и РЧ и/или микроволновой ЭМ энергии от подходящего генератора (не показан). Каждый плазменный аппликатор может иметь замкнутый участок генерирования плазмы и выпуск для направления плазмы из участка генерирования плазмы в направлении рабочей части 54 смотрового устройства. Например, каждый плазменный аппликатор может содержать конструкцию, соответствующую одному из наконечников зонда, описанных выше в отношении фиг. 2-5.
Главная камера 302 может дополнительно или альтернативно быть выполнена с возможностью генерирования гидроксильных радикалов (также называемых в настоящем документе OH-радикалами) для стерилизации рабочей части 54 смотрового устройства. В целом, OH-радикалы могут быть сгенерированы посредством подаваемой воды, предпочтительно в виде тумана или пара, в участке генерирования плазмы плазменных аппликаторов, описанных выше. Генерирование плазмы в участке, содержащем воду, может привести к образованию гидроксильных радикалов, например, в результате реакции с положительными ионами высокой энергии в плазме.
Стерилизация с использованием OH-радикалов может быть достигнута с использованием плазменных аппликаторов, описанных выше, в сочетании с отдельным впуском для воды (не показан) для введения воды (например, водяного тумана) в объем 303.
Альтернативно OH-радикалы могут быть сгенерированы в каждом устройстве подачи плазмы, например, за счет обеспечения подачи воды в каждый плазменный аппликатор. Плазменные аппликаторы могут быть приспособлены таким образом, что плазма направляется в водяной туман перед направлением в объем 303, вследствие чего из каждого аппликатора выходят в основном OH-радикалы. Главная камера 302, таким образом, может содержать массив аппликаторов, имеющих участок генерирования OH-радикалов, и выпуск для направления сгенерированных OH-радикалов из участка генерирования OH-радикалов в направлении рабочей части 54 смотрового устройства. Главная камера 302 дополнительно может быть выполнена с возможностью удерживания OH-радикалов в главной камере 302, например, путем предоставления закрывающих элементов, которые закрывают отверстия объема 303 между вертикальными панелями 305 главной камеры 302, например, на их концах и верхней части.
Для генерирования OH-радикалов главная камера 302 может содержать генератор тумана, который присоединен для доставки водяного тумана (т. е. влажного тумана) в участок генерирования OH-радикалов каждого аппликатора. Каждый аппликатор может также содержать источник газа, присоединенный для доставки газа в участок генерирования OH-радикалов, причем аппликатор может, таким образом, создавать термическую или нетермическую плазму для создания ионизационного разряда для генерирования OH-радикалов для доставки из аппликатора.
Для стерилизации внутренней поверхности инструментального канала внутри вводимой трубки 52, может использоваться аппарат 10, показанный на фиг. 1. При использовании удлиненный зонд может быть вставлен через инструментальный канал от дистального конца вводимой трубки 52 в направлении ее проксимального конца таким образом, что в начальном положении наконечник 14 зонда, который может представлять собой наконечник зонда, описанный выше в отношении фиг. 2-5, находится на проксимальном конце инструментального канала, например, возле или внутри рабочей части 54 смотрового устройства.
Аппарат 300 дополнительно содержит платформу 304 для обработки, которая может быть выполнена с возможностью линейного перемещения или может быть предоставлена в виде конвейерной ленты, как описано ниже. Проксимальный конец удлиненного зонда выступает из дистального конца вводимой трубки 52 и прикреплен к платформе 304 для обработки на креплении 306. Удлиненный зонд может быть присоединен к генератору и источнику газа (не показан) посредством крепления 306. Например, генератор и источник газа могут быть присоединены к креплению 306, которое может содержать интерфейсные порты для связи с удлиненным зондом. Альтернативно удлиненный зонд может проходить через крепление для соединения непосредственно с генератором и источником газа.
Кольцевое устройство 308 генерирования плазмы для стерилизации внешней поверхности удлиненного зонда установлено на платформе 304 для обработки. Кольцевое устройство 308 генерирования плазмы более подробно описано ниже в отношении фиг. 7.
В этом примере вводимая трубка 52 не прикреплена к платформе 304 для обработки, но установлена в неподвижно положении относительно главной камеры 302, в которой размещена рабочая часть 54 смотрового устройства.
При использовании платформа 304 для обработки и вводимая трубка 52 перемещаются друг относительно друга, например, за счет перемещения платформы 304 для обработки в продольном направлении в сторону от главной камеры 302. Крепление 306 и кольцевое устройство 308 генерирования плазмы прикреплены к платформе 304 для обработки, поэтому это относительное перемещение приводит к извлечению наконечника зонда через инструментальный канал и приводит к прохождению кольцевого устройства 308 генерирования плазмы по внешней поверхности вводимой трубки 52. Во время этого перемещения наконечник 14 зонда и кольцевое устройство 308 генерирования плазмы выполнены с возможностью генерирования термической или нетермической плазмы, вследствие чего происходит стерилизация инструментального канала и наружной поверхности вводимой трубки 52.
Платформа 304 для обработки может перемещаться со скоростью менее 1 мм в секунду, например 0,5 мм в секунду. Движение может быть непрерывным или может осуществляться дискретными шагами, каждый из которых меньше 1 мм. Аппарат 300 может, таким образом, обеспечивать автоматическую стерилизацию всего смотрового устройства с минимальным вмешательством человека.
Следует понимать, что относительное перемещение может достигаться другими путями. Например, главная камера может перемещаться в продольном направлении относительно платформы 304 для обработки. В другом примере кольцевое устройство 308 генерирования плазмы может быть выполнено с возможностью независимого перемещения, например, скользящего перемещения относительно платформы для обработки. Внешняя часть вводимой трубки 52, таким образом, может быть стерилизована отдельно от инструментального канала.
Платформа 304 для обработки может быть предоставлена в форме конвейерной ленты. За счет этого может быть уменьшена длина аппарата 300, поскольку точка 306 крепления может быть установлена на конвейерной ленте таким образом, что она оборачивается вокруг концевой точки конвейерной ленты и при этом поддерживает направление, в котором наконечник 14 зонда и удлиненный зонд извлекаются через инструментальный канал.
На фиг. 7 показан увеличенный вид выделенной области 309 на фиг. 6, в частности, показывающий кольцевое устройство 308 генерирования плазмы. Кольцевое устройство 308 генерирования плазмы установлено на платформе 304 для обработки на подставке 310, вследствие чего при перемещении платформы 304 для обработки в продольном направлении также происходит перемещение кольцевого устройства 308 генерирования плазмы. Вводимая трубка 52 установлена через центр кольцевого устройства 308 генерирования плазмы. Сгенерированная плазма направляется в сторону поверхности провода 52 инструмента вокруг всей окружности для обеспечения полной стерилизации провода 52 инструмента, когда кольцевое устройство 308 генерирования плазмы проходит по нему при перемещении платформы 304 для обработки.
Кольцевое устройство 308 генерирования плазмы присоединено к источнику газа и генератору, например, посредством соединений через подставку 310. Генератор может подавать РЧ и/или микроволновую ЭМ энергию для обеспечения розжига плазмы и поддержания посредством одного или более плазменных аппликаторов, установленных в кольцевом устройстве 308 генерирования плазмы. Плазменные аппликаторы могут быть ориентированы в радиальном направлении, вследствие чего сгенерированная плазма направляется в кругообразное пространство, окруженное кольцевым устройством 308 генерирования плазмы. Каждый плазменный аппликатор может быть выполнен аналогично наконечнику 14 зонда, описанному выше.
Кольцевое устройство 308 генерирования плазмы может быть выполнено любым подходящим способом для обеспечения генерирования и направления плазмы на внешнюю поверхность удлиненного зонда, который проходит через него.
На фиг. 8 показан схематический вид аппарата 400 для стерилизации всего хирургического смотрового устройства, который представляет собой другой вариант осуществления настоящего изобретения. Аппарат 400 содержит основание 402 и крышку 404, которые соединены с возможностью поворота вдоль одного края. В закрытом положении основание 402 и крышка 404 определяют внутренний объем, который выполнен с возможностью вмещения всего смотрового устройства 50, т. е. как рабочей части 54, так и вводимой трубки 52. Аппарат 400, таким образом, может быть относительно компактным, и в некоторых вариантах осуществления может быть портативным.
В открытом положении основание 402 и крышка 404 отсоединяются для раскрывания внутреннего объема в целях размещения смотрового устройства 50.
По меньшей мере одно из основания 402 и крышки 404 содержит панель, в которой размещен один или более плазменных аппликаторов, которые расположены с возможностью направления сгенерированной плазмы к наружным поверхностям смотрового устройства 50. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно из основания 402 и крышки 404 может дополнительно или альтернативно содержать несколько аппликаторов OH-радикалов для стерилизации смотрового устройства 50, аналогично главной камере 302 аппарата 300 для стерилизации, описанного выше в отношении фиг. 6.
В то время как смотровое устройство 50 находится в объеме между основанием 402 и крышкой 404, инструментальный канал смотрового устройства 50 может быть стерилизован с использованием аппарата 10 для стерилизации, показанного на фиг. 1.
Внутренний объем аппарата может содержать микроволновой резонатор, в который выпускается микроволновая ЭМ энергия. Генератор в таком примере может содержать магнетрон или подходящий полупроводниковый усилитель. Аппарат может содержать впуск для воды (не показан) для обеспечения создания тумана во внутреннем объеме, вследствие чего OH-радикалы генерируются посредством плазмы.
Аппарат может содержать поворотный стол или другой механизм вращения для вращения смотрового устройства во внутреннем объеме для обеспечения того, что все участки наружной поверхности подвергаются воздействию нетермической плазмы или OH-радикалов. Пример такого аппарата показан на фиг. 14 и описан ниже.
смотровое устройство может быть промыто в традиционной промышленной моющей машине перед прохождением стерилизации. Однако в другом примере аппарат для стерилизации может быть встроен в традиционную промышленную моющую машину. Например, барабан моющей машины может быть выполнен в виде микроволнового резонатора, в который может выпускаться микроволновая ЭМ энергия. Альтернативно или дополнительно плазменные аппликаторы, такие как описанные выше, могут быть расположены вокруг или на барабане для доставки плазмы в него.
На фиг. 9 показано очистительное устройство 500 для дистального конца, выполненное с возможностью очистки и стерилизации дистального конца вводимой трубки 502. Очистительное устройство 500 для дистального конца может использоваться в комбинации с аппаратом 10 для стерилизации и кольцевым генератором 308 для стерилизации, описанным выше, или может представлять собой автономную установку.
Очистительное устройство для дистального конца содержит корпус 504, например, жесткий цилиндрический корпус, который определяет углубление 506 с размерами, подходящими для размещения дистального конца вводимой трубки 502 хирургического смотрового устройства. Вводимая трубка 502 поддерживается множеством роликов 508, которые предназначены для центрирования ее в углублении 506. Углубление 506 содержит щетку 510, которая проходит по углублению для контакта с поверхностью дистального конца вводимой трубки. Щетка 510 соединена с приводным блоком (например, линейным или шаговым двигателем, не показан), установленным в корпусе 504. При использовании щетка вращается под действием приводного блока для очистки оптической системы и любых углублений в поверхности дистального конца вводимой трубки 502.
В одном примере корпус 504 может дополнительно содержать множество щеток, которые проходят вокруг боковых поверхностей дистального конца вводимой трубки. Эти дополнительные щетки также могут быть выполнены с возможностью вращения внутри корпуса для очистки наружной окружности вводимой трубки на ее дистальном конце. Такие щетки также могут быть включены в кольцевое устройство 308 генерирования плазмы, описанное выше.
В дополнение к щеткам, корпус также может содержать плазменный аппликатор (например, аналогичный наконечнику зонда, описанному выше), установленный внутри корпуса 504, для доставки источника нетермической или термической плазмы к поверхности дистального конца вводимой трубки 502 для стерилизации или дезинфекции. Корпус 504 также может содержать впуск для воды для введения воды или тумана, способствующих осуществлению процесса очистки и/или способствующих генерированию гидроксильных радикалов для стерилизации конца смотрового устройства.
На фиг. 10 показан наконечник 140 зонда для аппарата 10 для стерилизации, аналогичный описанному выше в отношении фиг. 1, причем удлиненный зонд выступает из инструментального канала 53 на дистальном конце вводимой трубки 52. Признаки, общие с описанными выше наконечниками зонда, обозначены теми же ссылочными позициями и не будут описаны снова.
Наконечник 140 зонда содержит дискообразную щетку 126, установленную на дистальной части второго электрода 104, рядом с торцевым колпачком 122. Щетка может быть деформируемой для вставки через инструментальный канал 53. Она может использоваться для трения о поверхность дистального конца вводимой трубки 52, способствуя очистке. Плазма или гидроксильные радикалы для стерилизации могут быть сгенерированы внутри щетки или рядом с ней.
На фиг. 11A показан другой наконечник 150 зонда, который может использоваться в настоящем изобретении. Признаки, общие с описанными выше наконечниками зонда, обозначены теми же ссылочными позициями и не будут описаны снова.
В этом примере вода подается через удлиненный зонд в наконечник 150 зонда, который содержит множество выпускных отверстий 152 для воды, образованных во втором электроде 104.
На фиг. 11B показан вид в поперечном сечении наконечника 150 зонда. В этом примере внутренний проводник 108 коаксиального кабеля 12 является полым и определяет продольный канал 151 для транспортировки воды от проксимального конца удлиненного зонда к наконечнику зонда. Первый электрод 102 в этом примере содержит дистальную часть внутреннего проводника 108, которая проходит за дистальный конец коаксиального кабеля 12. Продольный канал 151 продолжается в первый проводник 102. Выпуск 156 (например, одно из нескольких радиальных отверстий, проходящих через первый электрод 102), расположенный в участке 103 генерирования плазмы, обеспечивает выход воды из продольного канала 151. Выпуск 156 может быть выполнен в виде сопла, что способствует генерированию водяного тумана внутри пространства 103. Выпускные отверстия 152 во втором проводнике 104 обеспечивают выход воды из наконечника зонда и вступление в контакт с внутренней поверхностью вводимой трубки (не показана).
Выпускные отверстия 152 расположены рядом с зазором, через который плазма выпускается наконечником зонда. Таким образом, когда устройство извлечено через инструментальный канал, водяной туман может подаваться на поверхность вводимой трубки непосредственно перед направлением плазмы к этому участку. Это может способствовать генерированию гидроксильных радикалов в целях стерилизации или дезинфекции.
Наконечник зонда может использоваться для доставки только воды, например, для промывки канала, или для доставки плазмы без воды (например, термической плазмы для сушки канала) или для доставки как плазмы, так и воды одновременно (например, для обработки инструментального канала гидроксильными радикалами).
На фиг. 12 показан другой наконечник 160 зонда, который может использоваться в настоящем изобретении. Признаки, общие с описанными выше наконечниками зонда, обозначены теми же ссылочными позициями и не будут описаны снова. В этом примере торцевой колпачок 122 удлинен в дистальном направлении и содержит щетку 162, установленную на нем. Щетка может быть предназначены для той же цели, что и щетка 126, показанная на фиг. 10. В этом примере выпускные отверстия 152 расположены дистально относительно зазора 119 внутри щетки 162. Доставляемая вода, таким образом, предназначена для способствования очистительному действию щетки 162.
На фиг. 13 показан другой наконечник 170 зонда, который может использоваться в настоящем изобретении. Признаки, общие с описанными выше наконечниками зонда, обозначены теми же ссылочными позициями и не будут описаны снова. Наконечник 170 зонда такой же, как наконечник 160 зонда, за исключением того, что выпускные отверстия 152 расположены проксимально относительно зазора 119 и предназначены для того же, что и выпускные отверстия, описанные в отношении фиг. 11A и 11B. Следует понимать, что наконечник зонда может иметь любую комбинацию выпускных отверстий для воды, описанную в настоящем документе.
На фиг. 14 показан аппарат 600 для стерилизации, выполненный с возможностью стерилизации внешней поверхности хирургического смотрового устройства 604. Аппарат 600 содержит камеру 602, например, цилиндрический корпус, который определяет внутренний объем 603 для размещения хирургического смотрового устройства 604. Камера 3602 может иметь съемную крышку или другое открываемое окно или дверцу для обеспечения возможности вставки и извлечения хирургического смотрового устройства 604.
Камера 602 содержит поворотное приспособление 606, на котором установлено хирургическое смотровое устройство 604. Поворотное приспособление 606 выполнено с возможностью вращения внутри камеры 602, например, под управлением приводного механизма (не показан), который может быть расположен в основании камеры 602.
Внутренний объем 603 расположен с возможностью размещения различных впусков, способствующих стерилизации внешней поверхности хирургического смотрового устройства 604.
Например, источник 608 водоснабжения может быть присоединен для доставки воды во множество впусков 610 для воды, которые впрыскивают воду (например, в виде тумана или аэрозоля) во внутренний объем 603. В этом примере множество впусков 610 для воды показаны находящимися в верхней поверхности камеры 602. Однако на практике они могут быть расположены вокруг любой из или всех поверхностей камеры, например, для доставки однородного тумана во внутренний объем.
Камера 602 содержит впуск 616 для микроволновой энергии, из которого микроволновая энергия может быть выпущена во внутренний объем 603. Внутренний объем может быть выполнен в виде микроволнового резонатора. Микроволновая энергия может передаваться к камере 602 посредством подходящего кабеля 618, который оканчивается микроволновым ответвителем 620, который обеспечивает ответвление микроволновой энергии во внутренний объем.
Источник 612 газа может быть присоединен к впуску 614 для газа для доставки газа, например, инертного газа, такого как аргон, во внутренний объем. Комбинация инертного газа и микроволновой энергии может обеспечить розжиг плазмы во внутреннем объеме. Присутствие плазмы и тумана вместе может упростить образование гидроксильных радикалов, что способствует осуществлению стерилизации. Хотя это не показана на фиг. 14, впуск для газа и впуск для микроволновой энергии могут быть объединены таким образом, что плазма впрыскивается непосредственно в камеру 602.
Дополнительно или альтернативно камера 602 может быть расположена с возможностью размещения источника ультрафиолетового (УФ) излучения, которое может доставляться во внутренний объем. УФ-излучение также может способствовать образованию гидроксильных радикалов из водяного тумана.
Другие типы аппарата могут быть предусмотрены для стерилизации внешней поверхности хирургического смотрового устройства 604 с использованием гидроксильных радикалов. Например, массив плазменных сопел (или, возможно, источников интенсивного УФ-излучения) может использоваться в сочетании с генератором тумана для перемещения по хирургическому смотровому устройству 604 или вокруг него.
1. Аппарат для стерилизации хирургического смотрового устройства с помощью плазмы, содержащий:
инструмент для стерилизации, вставляемый через продольный канал, который проходит вдоль вводимой трубки хирургического смотрового устройства, причем инструмент для стерилизации содержит:
удлиненный зонд, содержащий коаксиальный кабель для передачи радиочастотной (РЧ) электромагнитной (ЭМ) энергии и/или микроволновой ЭМ энергии,
наконечник зонда, присоединенный на дистальном конце коаксиального кабеля для получения РЧ и/или микроволновой энергии, и
газопровод для транспортировки газа к наконечнику зонда;
причем удлиненный зонд содержит защитную муфту, которая образует полость, через которую проходит коаксиальный кабель, и причем газопровод представляет собой кольцевой проход, образованный между наружной поверхностью коаксиального кабеля и внутренней поверхностью защитной муфты,
причем коаксиальный кабель содержит внутренний проводник, внешний проводник и диэлектрический материал, отделяющий внутренний проводник от внешнего проводника,
причем наконечник зонда содержит первый электрод, соединенный с внутренним проводником коаксиального кабеля, и второй электрод, соединенный с внешним проводником коаксиального кабеля,
причем второй электрод окружает внутренний объем наконечника зонда, при этом первый электрод проходит в продольном направлении во внутреннем объеме,
причем наконечник зонда дополнительно содержит изолирующий колпачок, установленный на дистальном конце коаксиального кабеля для изоляции коаксиального кабеля от внутреннего объема,
причем газопровод находится в сообщении по текучей среде с внутренним объемом по пути потока, образованному между изолирующим колпачком и вторым электродом,
причем первый электрод и второй электрод выполнены с возможностью получения РЧ и/или микроволновой энергии от коаксиального кабеля для создания электрического поля во внутреннем объеме для розжига плазмы в нем,
причем наконечник зонда содержит выпуск для выпуска плазмы из внутреннего объема,
причем изолирующий колпачок установлен во втором электроде,
причем второй электрод представляет собой цилиндр, который установлен внутри кольцевого прохода газопровода на его дистальном конце, и
причем второй электрод является зубчатым с обеспечением продольных пазов в цилиндре, которые обеспечивают путь потока для обеспечения протекания газа вокруг изолирующего колпачка.
2. Аппарат по п. 1, содержащий жидкостный трубопровод для доставки воды во внутренний объем.
3. Аппарат по п. 2, отличающийся тем, что жидкостный трубопровод представляет собой полый проход через внутренний проводник коаксиального кабеля.
4. Аппарат по п. 2 или 3, отличающийся тем, что жидкостный трубопровод выполнен с возможностью доставки водяного тумана во внутренний объем.
5. Аппарат по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что наконечник зонда содержит проводящий колпачок, установленный на первом электроде на дистальном конце внутреннего объема, причем проводящий колпачок разнесен от дистального конца второго электрода для образования выпуска.
6. Аппарат по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что первый электрод является спиральным.
7. Аппарат по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что первый электрод образован из части внутреннего проводника коаксиального кабеля, которая проходит за дистальный конец внешнего проводника.
8. Аппарат по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что изолирующий колпачок имеет снабженный фаской дистальный край.
9. Аппарат по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащий устройство извлечения, установленное на удлиненном зонде и выполненное с возможностью втягивания удлиненного зонда через него.
10. Аппарат по п. 9, отличающийся тем, что устройство извлечения содержит двигатель, приводимый в действие для втягивания удлиненного зонда со скоростью менее 10 мм в секунду.
11. Аппарат по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что наконечник зонда дополнительно содержит очищающую щетку, установленную на его дистальном конце.
12. Аппарат по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащий устройство возбуждения вибрации, выполненное с возможностью сообщения ультразвуковых вибраций удлиненному зонду и/или наконечнику зонда.
13. Аппарат по п. 12, отличающийся тем, что устройство возбуждения вибрации установлено на удлиненном зонде.
