艦艇用便攜式清洗-消毒-烘干一體機的設計

徐世琴，劉珊，楊風，張麗香，楊杰書，孫毅

隨著我國海軍筑夢深藍向縱深發展，遠洋軍事任務已成為常態化，海上演練、遠海訓練、遠洋護航及出訪等艦艇編隊任務日益頻繁［1］。艦艇長遠航任務中，突發疾病、戰爭及不明原因的高傳染性致病微生物等會隨時威脅任務官兵的身心健康［2-3］。有研究發現，在遠航期間居前10 位的疾病中，外傷、口腔疾病分別排名2、3 位，其診治需大量復用無菌醫療物品［4］。外科手術器械和口腔診療器械等具有不可替代性，且大部分為復用器械，使用完畢需進行清洗、消毒、干燥、包裝和滅菌。若器械清洗與消毒工作不規范，不僅會導致手術器械的消毒滅菌效果不佳，影響手術安全，還可能造成器械維護不當，縮短器械的使用壽命［5］。有研究指出，50% 的醫院感染與醫療器械清洗不徹底有關［6］。因此，確保清洗質量合格是保證滅菌質量合格及控制醫院感染的重要措施之一［7］，直接關系到任務官兵的健康與戰斗力。根據《中華人民共和國衛生行業標準WS310.2-2016》要求，在符合規定的儲存環境下，一次性醫用無紡布和紙塑袋包裝的無菌物品有效期為180 d［8］。而我國海軍長遠航任務一般持續5～7 個月，有時長達1 年，大量手術診療物品過期或使用后必須重新進行清洗、消毒和滅菌，需要使用專業的清洗、消毒、干燥和滅菌設備。近年來，國內外海軍研發了一系列艦艇專用的診療裝備，如便捷式超聲檢查儀、半自動除顫儀、移動式CT 機、牙科急救診療箱等［9］，但關于消毒供應相關設備卻相對不足。有研究表明，在我國單艦長遠航時需加強的裝備需求中，消毒供應裝備排第3 位［10］。

1 研制艦艇用便攜式清洗-消毒-烘干一體機的必要性

為深入了解艦艇復用醫療物品清洗消毒、干燥及滅菌工作現狀，筆者根據《中華人民共和國衛生行業標準WS310.2-2016》相關要求，自制“艦艇復用醫療物品清洗消毒滅菌情況調查表”，內容包括艦艇滅菌器使用情況、清洗消毒干燥設備配備及使用情況、衛生人員對消毒供應工作相關理論知識和操作技能掌握情況等。通過隨艦艇出海、電話訪問和向衛生人員發放調查表等方式對水面艦艇單位醫務工作者展開相關調查，結果發現，各單位按照艦艇衛生裝備配備標準均配備了滅菌設備和手術器械綜合包（如闌尾包、開胸包、剖腹包等），但93.2% 的單位未配備清洗、消毒和干燥設施設備。由于相應設備缺乏、洗消流程制定不完善、艦艇衛生人員對消毒滅菌管理規范及操作流程掌握不全面等原因，在艦艇上無法完成復用手術診療物品全流程的清洗、消毒、干燥及滅菌處置工作，導致器械銹蝕、關節不靈活等情況發生；清洗、消毒、滅菌相關的監測及記錄缺失，無法確認清洗、消毒和滅菌質量是否合格，從而增加醫院感染風險，進而影響平戰時復用無菌手術診療物品及時、安全、規范的供應保障。

筆者結合數次隨艦艇長遠航經歷，對艦艇空間布局及調研結果進行了分析論證，發現大部分洗消間僅配備1 個水池，無法完成復用手術診療器械人工清洗、消毒和干燥等操作流程，該模式也不適用于艦艇人力配比和衛生人員對該專業技術掌握不全的現狀，普通醫療機構配備的該類設備也難以適應海上特殊環境及艦艇空間設置。為解決艦艇上無法完成手術診療物品全流程清洗消毒和干燥等問題，筆者設計了適用于艦艇的便攜式清洗-消毒-烘干一體機。

2 便攜式清洗-消毒-烘干一體機設計方案

2.1 設計思路

2.1.1 功能需求 在現有小型清洗消毒器的基礎上，便攜式清洗-消毒-烘干一體機以突破艦艇狹小空間限制為前提，優化布局和處理流程，以滿足高溫、高濕、高鹽、顛簸等海上使用環境為目標，具備清洗、消毒、干燥功能。當進行器械清洗時，設備具備自動進水、自動排水、自動加入清洗酶、潤滑劑及自動加熱等功能。清洗結束后，設備具有漂洗功能，將殘留于器械的清洗酶漂洗干凈。漂洗后自動加潤滑劑并采用濕熱消毒原理對器械進行消毒，濕熱消毒過程中會產生大量蒸汽，艦艇上消毒供應間面積小，大量蒸汽的溢出會影響艦艇消毒間的溫度和濕度，因此一體機需具備蒸汽冷凝功能。設備消毒后干燥時，為了防止二次污染并提高干燥效率，除具備干燥功能外，還需具備空氣過濾功能。該流程確保使用后手術診療器械的清洗、消毒和干燥達到規范標準，能安全有效、快速便捷地保障復用無菌醫療物品供應。便攜式清洗-消毒-烘干一體機功能需求見圖1。便攜式清洗-消毒-烘干一體機的設計圖見圖2。

圖1 便攜式清洗-消毒-烘干一體機功能需求示意圖

圖2 便攜式清洗-消毒-烘干一體機的設計圖

2.1.2 結構設計 硬件部分由清洗艙、密封門、管路、清洗架、外罩、控制系統及底部緩震支架組成。清洗艙采用耐腐蝕性能較好的316 L 鏡面不銹鋼制作，模具化成型，使內腔無死角、不變形、不開裂、不滲漏，同時鏡面不銹鋼可保證艙體內壁整體光滑，表面去污性好，不掛水，烘干效果更佳。密封門為下拉式，采用框架加強結構，并有防清洗架滑落設計，可充當清洗架的承載裝置。進水管路采用電子脈沖式進水記錄裝置，可以精確控制水的使用量。排水管路設有獨立泵排水，可保障排水的單向性，適應艦艇的安裝環境。排汽管路具備蒸汽冷凝裝置，可減緩外排高溫氣體升高環境溫度，提高操作者舒適度。清洗架采用滾動式設計，操作更方便，具有雙層結構，可最大化地利用艙體有限空間，中間配有旋轉噴淋臂，增強清洗效果，每層清洗架上均配有減振墊，用于固定器械托盤，防止振動、顛簸造成滑動甚至掉落。外罩設計考慮到艦艇高鹽、高濕環境，采用316 L 不銹鋼板材料制作，同時配有絕緣保溫的隔熱層，不僅能節約熱力能源，還能有效吸收噪聲。控制系統主要采用單片機控制，外殼采用金屬材質，強度韌性高，抗干擾性強，可在惡劣環境中穩定工作。底部緩振支架采用304 不銹鋼材料制作，以3 段矩形鋼管為主要支撐，上方與不銹鋼底板整體焊接，設備主體固定于設備底板上，矩形鋼管下方布有6 個減振器，減振器下方裝有螺栓，設備安裝時，可通過螺栓與安裝臺面固定，確保在海上使用時不會因風浪顛簸而使設備發生移動。

2.2 設備參數

2.2.1 安裝參數 筆者調研發現，大部分艦艇洗消間配置的桌面尺寸深度在600 mm 左右，沒有單獨的排水口，因此便攜式清洗-消毒-烘干一體機外形深度需要控制在600 mm 以內，艙內容積50 L，單次至少裝載50 件手術器械，安裝時不需要單獨的排水口，可借助艦艇現有清洗水槽排水。艦艇執行長遠航任務時，攜帶的淡水量有限，因此，在使用設備清洗消毒時，設備的耗水量應少于手工清洗的耗水量。目前，艦艇洗消間的電源均為220 V 交流電，設備應與洗消間電源接口匹配，電源設計為220 V，額定功率≤5 kVA，采用32 A 電源插排即可工作。為了保證設備的便攜性，設備整體重量≤60 kg。設備參數見表1。

2.2.2 程序設定 便攜式清洗-消毒-烘干一體機采用濕熱消毒，濕熱水蒸氣作為殺菌因子，A0 值≥3 000。標準程序運行時間≤1 h。根據艦艇上復用無菌醫療物品種類及功能需求，至少設計7 種程序，包括手術器械、塑料制品、重度污染物品、傳染性物品、清洗程序、消毒程序、干燥程序。為了使設備更好地應用于各類艦艇，預留部分自定義程序，以滿足艦艇的特定需求。參數指標及程序設計見表1。

3 結果

設備樣機生產后，測量設備外尺寸為寬580 mm，深500 mm，高640 mm，凈重60 kg；依據YY/T 0734.1-2018《清洗消毒器.第1 部分》中附錄D《清潔效果試驗方法實例》［11］，將裝有測試器械的清洗架滿載后，運行清洗程序，重復試驗3 次，觀察放置清洗架不同位置的肝素抗凝血液試驗污染物清洗效果，目測未見污染物殘留，符合復用醫療物品清洗質量要求；依據《消毒技術規范》（2002 年版），將裝有測試器械的清洗架滿載后，運行1 個周期的標準程序，重復試驗3 次，對各層清洗架不同位置染菌載體上試驗菌的殺滅對數值均>3.00。符合《消毒技術規范》（2002 年版）消毒合格的要求。同時，在程序結束5 min 內，將一張有色縐紙放置于一個平面，再將處理后的器械取出，放置于縐紙上，觀察器械無水跡，縐紙無水斑，干燥效果符合相關要求［11］；設備進水量（耗水量）與排水量一致，運行一個周期的標準程序，測量其排水量為22 L。目前該樣機已推廣應用于某補給艦，已完成某批次護航任務，且已進行近百次程序運行，運行狀態良好，滿足應用需求。通過大項任務的實際應用檢驗，驗證了其技術指標和對海上環境的適應性［12］。

4 討論

便攜式清洗-消毒-烘干一體機體積小，重量輕，易攜帶，安裝方便，操作簡單，可實時打印清洗、消毒質量監測記錄，確保了消毒效果和質量追溯。該設備的設計研發，解決了水面艦艇復用醫療物品清洗、消毒和干燥設備配備不足，操作技術流程不規范，清洗、消毒和干燥質量不合格，以及手工清洗費時費力、程序繁瑣等問題，實現了復用醫療物品的及時、規范和高效清洗消毒，減少了生物膜和致熱源的產生，同時減少了復用手術診療器械銹蝕、關節不靈活等情況的發生，延長了器械的使用壽命，提高了器械的周轉率，達到了復用醫療物品清洗、消毒規范化、標準化、同質化的管理要求，補缺了艦艇復用手術診療物品處置過程中的短板，高效保障艦艇無菌手術診療器械及時、有效的供應，為一流的海軍發展提供現代化的后勤保障，對提高艦艇平戰時醫療救護能力具有一定的實用價值和軍事意義。由于該科研成果沒有批量生產應用，且目前應用時間短，面對海上高溫、高濕、高鹽環境，設備的使用壽命、使用中可能存在的其他問題等還需進行更深入的研究。