舰艇用便携式清洗-消毒-烘干一体机的设计

徐世琴，刘珊，杨风，张丽香，杨杰书，孙毅

随着我国海军筑梦深蓝向纵深发展，远洋军事任务已成为常态化，海上演练、远海训练、远洋护航及出访等舰艇编队任务日益频繁［1］。舰艇长远航任务中，突发疾病、战争及不明原因的高传染性致病微生物等会随时威胁任务官兵的身心健康［2-3］。有研究发现，在远航期间居前10 位的疾病中，外伤、口腔疾病分别排名2、3 位，其诊治需大量复用无菌医疗物品［4］。外科手术器械和口腔诊疗器械等具有不可替代性，且大部分为复用器械，使用完毕需进行清洗、消毒、干燥、包装和灭菌。若器械清洗与消毒工作不规范，不仅会导致手术器械的消毒灭菌效果不佳，影响手术安全，还可能造成器械维护不当，缩短器械的使用寿命［5］。有研究指出，50% 的医院感染与医疗器械清洗不彻底有关［6］。因此，确保清洗质量合格是保证灭菌质量合格及控制医院感染的重要措施之一［7］，直接关系到任务官兵的健康与战斗力。根据《中华人民共和国卫生行业标准WS310.2-2016》要求，在符合规定的储存环境下，一次性医用无纺布和纸塑袋包装的无菌物品有效期为180 d［8］。而我国海军长远航任务一般持续5～7 个月，有时长达1 年，大量手术诊疗物品过期或使用后必须重新进行清洗、消毒和灭菌，需要使用专业的清洗、消毒、干燥和灭菌设备。近年来，国内外海军研发了一系列舰艇专用的诊疗装备，如便捷式超声检查仪、半自动除颤仪、移动式CT 机、牙科急救诊疗箱等［9］，但关于消毒供应相关设备却相对不足。有研究表明，在我国单舰长远航时需加强的装备需求中，消毒供应装备排第3 位［10］。

1 研制舰艇用便携式清洗-消毒-烘干一体机的必要性

为深入了解舰艇复用医疗物品清洗消毒、干燥及灭菌工作现状，笔者根据《中华人民共和国卫生行业标准WS310.2-2016》相关要求，自制“舰艇复用医疗物品清洗消毒灭菌情况调查表”，内容包括舰艇灭菌器使用情况、清洗消毒干燥设备配备及使用情况、卫生人员对消毒供应工作相关理论知识和操作技能掌握情况等。通过随舰艇出海、电话访问和向卫生人员发放调查表等方式对水面舰艇单位医务工作者展开相关调查，结果发现，各单位按照舰艇卫生装备配备标准均配备了灭菌设备和手术器械综合包（如阑尾包、开胸包、剖腹包等），但93.2% 的单位未配备清洗、消毒和干燥设施设备。由于相应设备缺乏、洗消流程制定不完善、舰艇卫生人员对消毒灭菌管理规范及操作流程掌握不全面等原因，在舰艇上无法完成复用手术诊疗物品全流程的清洗、消毒、干燥及灭菌处置工作，导致器械锈蚀、关节不灵活等情况发生；清洗、消毒、灭菌相关的监测及记录缺失，无法确认清洗、消毒和灭菌质量是否合格，从而增加医院感染风险，进而影响平战时复用无菌手术诊疗物品及时、安全、规范的供应保障。

笔者结合数次随舰艇长远航经历，对舰艇空间布局及调研结果进行了分析论证，发现大部分洗消间仅配备1 个水池，无法完成复用手术诊疗器械人工清洗、消毒和干燥等操作流程，该模式也不适用于舰艇人力配比和卫生人员对该专业技术掌握不全的现状，普通医疗机构配备的该类设备也难以适应海上特殊环境及舰艇空间设置。为解决舰艇上无法完成手术诊疗物品全流程清洗消毒和干燥等问题，笔者设计了适用于舰艇的便携式清洗-消毒-烘干一体机。

2 便携式清洗-消毒-烘干一体机设计方案

2.1 设计思路

2.1.1 功能需求 在现有小型清洗消毒器的基础上，便携式清洗-消毒-烘干一体机以突破舰艇狭小空间限制为前提，优化布局和处理流程，以满足高温、高湿、高盐、颠簸等海上使用环境为目标，具备清洗、消毒、干燥功能。当进行器械清洗时，设备具备自动进水、自动排水、自动加入清洗酶、润滑剂及自动加热等功能。清洗结束后，设备具有漂洗功能，将残留于器械的清洗酶漂洗干净。漂洗后自动加润滑剂并采用湿热消毒原理对器械进行消毒，湿热消毒过程中会产生大量蒸汽，舰艇上消毒供应间面积小，大量蒸汽的溢出会影响舰艇消毒间的温度和湿度，因此一体机需具备蒸汽冷凝功能。设备消毒后干燥时，为了防止二次污染并提高干燥效率，除具备干燥功能外，还需具备空气过滤功能。该流程确保使用后手术诊疗器械的清洗、消毒和干燥达到规范标准，能安全有效、快速便捷地保障复用无菌医疗物品供应。便携式清洗-消毒-烘干一体机功能需求见图1。便携式清洗-消毒-烘干一体机的设计图见图2。

图1 便携式清洗-消毒-烘干一体机功能需求示意图

图2 便携式清洗-消毒-烘干一体机的设计图

2.1.2 结构设计 硬件部分由清洗舱、密封门、管路、清洗架、外罩、控制系统及底部缓震支架组成。清洗舱采用耐腐蚀性能较好的316 L 镜面不锈钢制作，模具化成型，使内腔无死角、不变形、不开裂、不渗漏，同时镜面不锈钢可保证舱体内壁整体光滑，表面去污性好，不挂水，烘干效果更佳。密封门为下拉式，采用框架加强结构，并有防清洗架滑落设计，可充当清洗架的承载装置。进水管路采用电子脉冲式进水记录装置，可以精确控制水的使用量。排水管路设有独立泵排水，可保障排水的单向性，适应舰艇的安装环境。排汽管路具备蒸汽冷凝装置，可减缓外排高温气体升高环境温度，提高操作者舒适度。清洗架采用滚动式设计，操作更方便，具有双层结构，可最大化地利用舱体有限空间，中间配有旋转喷淋臂，增强清洗效果，每层清洗架上均配有减振垫，用于固定器械托盘，防止振动、颠簸造成滑动甚至掉落。外罩设计考虑到舰艇高盐、高湿环境，采用316 L 不锈钢板材料制作，同时配有绝缘保温的隔热层，不仅能节约热力能源，还能有效吸收噪声。控制系统主要采用单片机控制，外壳采用金属材质，强度韧性高，抗干扰性强，可在恶劣环境中稳定工作。底部缓振支架采用304 不锈钢材料制作，以3 段矩形钢管为主要支撑，上方与不锈钢底板整体焊接，设备主体固定于设备底板上，矩形钢管下方布有6 个减振器，减振器下方装有螺栓，设备安装时，可通过螺栓与安装台面固定，确保在海上使用时不会因风浪颠簸而使设备发生移动。

2.2 设备参数

2.2.1 安装参数 笔者调研发现，大部分舰艇洗消间配置的桌面尺寸深度在600 mm 左右，没有单独的排水口，因此便携式清洗-消毒-烘干一体机外形深度需要控制在600 mm 以内，舱内容积50 L，单次至少装载50 件手术器械，安装时不需要单独的排水口，可借助舰艇现有清洗水槽排水。舰艇执行长远航任务时，携带的淡水量有限，因此，在使用设备清洗消毒时，设备的耗水量应少于手工清洗的耗水量。目前，舰艇洗消间的电源均为220 V 交流电，设备应与洗消间电源接口匹配，电源设计为220 V，额定功率≤5 kVA，采用32 A 电源插排即可工作。为了保证设备的便携性，设备整体重量≤60 kg。设备参数见表1。

2.2.2 程序设定 便携式清洗-消毒-烘干一体机采用湿热消毒，湿热水蒸气作为杀菌因子，A0 值≥3 000。标准程序运行时间≤1 h。根据舰艇上复用无菌医疗物品种类及功能需求，至少设计7 种程序，包括手术器械、塑料制品、重度污染物品、传染性物品、清洗程序、消毒程序、干燥程序。为了使设备更好地应用于各类舰艇，预留部分自定义程序，以满足舰艇的特定需求。参数指标及程序设计见表1。

3 结果

设备样机生产后，测量设备外尺寸为宽580 mm，深500 mm，高640 mm，净重60 kg；依据YY/T 0734.1-2018《清洗消毒器.第1 部分》中附录D《清洁效果试验方法实例》［11］，将装有测试器械的清洗架满载后，运行清洗程序，重复试验3 次，观察放置清洗架不同位置的肝素抗凝血液试验污染物清洗效果，目测未见污染物残留，符合复用医疗物品清洗质量要求；依据《消毒技术规范》（2002 年版），将装有测试器械的清洗架满载后，运行1 个周期的标准程序，重复试验3 次，对各层清洗架不同位置染菌载体上试验菌的杀灭对数值均>3.00。符合《消毒技术规范》（2002 年版）消毒合格的要求。同时，在程序结束5 min 内，将一张有色绉纸放置于一个平面，再将处理后的器械取出，放置于绉纸上，观察器械无水迹，绉纸无水斑，干燥效果符合相关要求［11］；设备进水量（耗水量）与排水量一致，运行一个周期的标准程序，测量其排水量为22 L。目前该样机已推广应用于某补给舰，已完成某批次护航任务，且已进行近百次程序运行，运行状态良好，满足应用需求。通过大项任务的实际应用检验，验证了其技术指标和对海上环境的适应性［12］。

4 讨论

便携式清洗-消毒-烘干一体机体积小，重量轻，易携带，安装方便，操作简单，可实时打印清洗、消毒质量监测记录，确保了消毒效果和质量追溯。该设备的设计研发，解决了水面舰艇复用医疗物品清洗、消毒和干燥设备配备不足，操作技术流程不规范，清洗、消毒和干燥质量不合格，以及手工清洗费时费力、程序繁琐等问题，实现了复用医疗物品的及时、规范和高效清洗消毒，减少了生物膜和致热源的产生，同时减少了复用手术诊疗器械锈蚀、关节不灵活等情况的发生，延长了器械的使用寿命，提高了器械的周转率，达到了复用医疗物品清洗、消毒规范化、标准化、同质化的管理要求，补缺了舰艇复用手术诊疗物品处置过程中的短板，高效保障舰艇无菌手术诊疗器械及时、有效的供应，为一流的海军发展提供现代化的后勤保障，对提高舰艇平战时医疗救护能力具有一定的实用价值和军事意义。由于该科研成果没有批量生产应用，且目前应用时间短，面对海上高温、高湿、高盐环境，设备的使用寿命、使用中可能存在的其他问题等还需进行更深入的研究。