一种灭菌效果检验方法、装置及系统与流程

本发明实施例涉及微生物检验装置，具体涉及一种灭菌效果检验方法、装置及系统。

背景技术：

灭菌效果检测通常是指医疗设备、手术器械使用过程中需要对其表面的所有细菌和其它有机活体进行灭菌的处理结果的监测。传统的灭菌过程包括高温蒸汽灭菌、环氧乙烷灭菌、过氧化氢低温等离子灭菌以及辐射灭菌等。

为了验证灭菌过程的效果，通常需要对灭菌结果进行检测。目前生物指示剂被广泛应用于检验灭菌过程的有效性，其基本操作为将含有微生物芽孢的生物指示剂和需要灭菌的医疗器械一同进行完整的灭菌程序，之后将进行了灭菌过程的取出放置到适合该芽孢适宜萌发和生长的环境中，检测芽孢的存活率，一般情况下，芽孢比绝大部分的微生物要更难以杀灭，因此，如果该灭菌过程将芽孢杀死，则可以认为该灭菌过程杀死了器械上的一半微生物，灭菌过程取得了成功。

最传统的检测方法和设备是利用显微镜观察芽孢的存活状况，具体来说是指：将经灭菌过程的芽孢在特定的温度及培养液中进行72小时左右的培养，然后将培养液在显微镜下观察，从而判断是否有微生物的存活。

后来又开发出利用酸碱指示剂指示细菌生长过程pH值变化的检测方法和设备，具体来说是指：生物指示剂由载有细菌芽孢的菌片及内含酸碱指示剂的培养液的安瓿瓶组成，灭菌结束后，挤碎安瓿瓶，使菌片与培养液充分接触。根据灭菌是否成功，会出现以下两种情况：若灭菌失败，芽孢并未全部死亡，则芽孢与培养液接触后会有细菌生长，细菌生长时会排泄出酸性或碱性的物质，这些物质会改变培养液的ph值，使培养液中所含的酸碱指示物变色。若灭菌成功，细菌芽孢已全部死亡，则细菌芽孢与培养液接触后不会有细菌生长，培养液本身的pH值不会改变，因此培养液的颜色不会发生变化，依然保持原来的颜色，以此来判定灭菌成功。

在实现本发明实施例的过程中，发明人发现上述两种常规方法存在检验时间过长、操作复杂的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的一个目的是解决现有技术存在的检验时间过长、操作复杂的问题。

本发明实施例提出了一种灭菌效果检验方法，包括：

在检测到检验启动信号时，向激发光源发送控制指令，以使所述激发光源根据所述控制指令发出相应激发光；

获取光信号采集装置根据采集到的光信号输出的电信号，所述光信号为灭菌处理后的生物指示剂在被所述激发光照射时产生的；

对所述电信号的电压值进行实时监测，并根据所述电压值判断是否灭菌成功。

优选地，所述根据所述电压值判断是否灭菌成功的步骤具体包括：

若在预设时间内监测获知所述电压值大于设定电压阈值且持续时间大于设定时间阈值，则判定灭菌成功；

若否，则灭菌失败。

优选地，该方法还包括：

获取外部输入的阈值调整指令；

根据所述阈值调整指令调整所述设定电压阈值或所述设定时间阈值。

本发明还提出了一种灭菌效果检验装置，包括：

指令发送模块，用于在检测到检验启动信号时，向激发光源发送控制指令，以使所述激发光源根据所述控制指令发出激发光；

获取模块，用于获取光信号采集装置根据采集到的光信号输出的电信号，所述光信号为灭菌处理后的生物指示剂在被所述激发光照射时产生的；

监测处理模块，用于对所述电信号的电压值进行实时监测，并根据所述电压值判断是否灭菌成功。

本发明还提出了一种灭菌效果检验系统，包括：

芽孢培养槽，用于培养灭菌处理后的生物指示剂；

光信号采集装置，用于采集所述生物指示剂在被激发光照射时产生的光信号，并将采集到的光信号转化为电信号；

主处理器，用于在检测到检验启动信号时，向激发光源发送控制指令，以使所述激发光源向所述生物指示剂发出激发光；并对接收到的电信号的电压值进行实时监测，以根据所述电压值判断是否灭菌成功。

优选地，所述光信号采集装置包括：第一滤波片、第二滤波片、硅光二极管以及积分器；

所述第一滤波片，位于所述激发光源和所述芽孢培养槽之间，用于对所述激发光源发出的激发光进行滤波处理；

所述第二滤波片，位于所述芽孢培养槽和所述硅光二极管之间，用于对所述生物指示剂产生的光信号进行滤波处理；

所述硅光二极管，用于将接收到的光信号转化为电信号，并将所述电信号传输至所述积分器；

所述积分器，用于对所述电信号进行放大处理。

优选地，还包括：第一从处理器；

所述第一从处理器，用于对接收到的电信号进行模数转换处理；采集所述芽孢培养槽的温度，并根据采集到的温度控制加热器，以调整所述芽孢培养槽的温度。

优选地，还包括：第二从处理器；

所述第二从处理器，分别连接所述主单片机、液晶显示装置和按钮，用于接收所述主处理器通过USART发送器发送的监测数据，并将所述监测数据转发给所述液晶显示装置显示；将用户通过所述按钮输入的操作指令通过USART发送器转发给所述主处理器，以使所述主处理器执行对应操作。

优选地，还包括：EEPROM存储器；

所述EEPROM存储器，用于存储监测数据，所述监测数据为所述主处理器通过SPI接口向所述EEPROM存储器传输的。

优选地，所述主处理器、第一从处理器和第二从处理器均为单片机。

由上述技术方案可知，本发明实施例提出的一种灭菌效果检验方法、装置及系统通过将生物指示剂产生的光信号转化为电信号，并监测电信号的电压值，以判断灭菌是否成功，与现有技术相比，具有检验时间短、操作简便的优点。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明一实施例提出的灭菌效果检验方法的流程示意图；

图2示出了本发明一实施例提出的灭菌效果检验装置的结构示意图；

图3示出了本发明一实施例提出的灭菌效果检验系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明一实施例提出的灭菌效果检验方法的流程示意图，参见图1，该灭菌效果检验方法，包括：

110、在检测到检验启动信号时，处理器向激发光源发送控制指令，以使所述激发光源根据所述控制指令发出相应激发光；

需要说明的是，处理器在接收到外部输入的检测启动信号时，生成对应控制指令，并将控制指令发送至激光光源，以触发激光光源根据控制指令发出相应的激发光；

可理解的是，在灭菌处理完成后，用户将生物指示剂放入芽孢培养槽中；此处的检验启动信号即为用户通过按钮、开关等装置输入的开始检验的信号；

其中，相应的激发光为与待检测的细菌相关波长的激发光。

120、获取光信号采集装置根据采集到的光信号输出的电信号，所述光信号为灭菌处理后的生物指示剂在被所述激发光照射时产生的；

需要说明的是，激发光源向生物指示剂发出激发光后，生物指示剂将会被激发而产生荧光，荧光将以光信号的形式被光信号采集装置所采集，光信号采集装置将采集到的光信号转化为电信号，并将电信号传输至处理器；

130、对所述电信号的电压值进行实时监测，并根据所述电压值判断是否灭菌成功。

需要说明的是，根据电信号的波形即可获取其不同位置处的电压值，通过对电压值进行监测，以判断电压值是否满足灭菌的要求。

可见，本实施例通过将生物指示剂产生的光信号转化为电信号，并监测电信号的电压值，以判断灭菌是否成功，与现有技术相比，具有检验时间短、操作简便的优点。

本实施例中，步骤130具体包括：

若在预设时间内监测获知所述电压值大于设定电压阈值且持续时间大于设定时间阈值，则判定灭菌成功；

若否，则灭菌失败。

需要说明的是，本实施例以检测到检验启动信号为开始时间，以预设时间的长度为范围对电压值进行监测，若在预设时间内没有监测到电压值大于设定电压阈值，则判定灭菌失败；

若在预设时间内监测到存在电压值大于设定电压阈值的电信号，则进一步监测持续时间是否大于设定时间阈值，若否则判定灭菌失败；若是，则判定灭菌成功。

其中，预设时间、设定电压阈值和设定时间阈值均可调。

为了提高本方案的适用性，本方案还包括：

获取外部输入的阈值调整指令；

根据所述阈值调整指令调整所述设定电压阈值或所述设定时间阈值。

需要说明的是，对于不同的细菌，其特性不同，因此，需要设定的阈值也可能不同；因此，本实施例将阈值设置为可调整，具体为：用户可通过外部设备向处理器中写入调整的命令，以使处理器执行调整命令，进而调整阈值大小。

对于方法实施方式，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施方式并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施方式，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施方式均属于优选实施方式，所涉及的动作并不一定是本发明实施方式所必须的。

图2示出了本发明一实施例提出的灭菌效果检验装置的结构示意图，参见图2，该灭菌效果检验装置，包括：指令发送模块21、获取模块22和监测处理模块23；其中，

指令发送模块21，用于在检测到检验启动信号时，向激发光源发送控制指令，以使所述激发光源根据所述控制指令发出激发光；

获取模块22，用于获取光信号采集装置根据采集到的光信号输出的电信号，所述光信号为灭菌处理后的生物指示剂在被所述激发光照射时产生的；

监测处理模块23，用于对所述电信号的电压值进行实时监测，并根据所述电压值判断是否灭菌成功。

需要说明的是，指令发送模块21在检测到在检测到检验启动信号时，向激发光源发送控制指令，以使所述激发光源根据所述控制指令发出激发光；此时，光信号采集装置采集灭菌处理后的生物指示剂在被所述激发光照射时产生的光信号，并将光信号转化为电信号传输至获取模块22；获取模块22将电信号传输至监测处理模块23，监测处理模块23对电信号的电压值进行实时监测，若在预设时间内监测获知所述电压值大于设定电压阈值且持续时间大于设定时间阈值，则判定灭菌成功。

为了提高本方案的适用性，该装置还包括：指令调整模块；

指令调整模块，用于获取外部输入的阈值调整指令，并根据所述阈值调整指令调整所述设定电压阈值或所述设定时间阈值。

对于装置实施方式而言，由于其与方法实施方式基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施方式的部分说明即可。

应当注意的是，在本发明的装置的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合。

图3示出了本发明一实施例提出的灭菌效果检验系统的结构示意图，参见图3，该灭菌效果检验系统，包括：芽孢培养槽31，光信号采集装置32和主处理器33；其中，

芽孢培养槽31，用于培养灭菌处理后的生物指示剂；

光信号采集装置32，用于采集所述生物指示剂在被激发光照射时产生的光信号，并将采集到的光信号转化为电信号；

主处理器33，用于在检测到检验启动信号时，向激发光源发送控制指令，以使所述激发光源向所述生物指示剂发出激发光；并对接收到的电信号的电压值进行实时监测，以根据所述电压值判断是否灭菌成功。

需要说明的是，将经过灭菌处理的生物指示剂插入芽孢培养槽31内，在一定的温度下进行培养，未杀灭的细菌芽孢在生物指示剂内含的培养液中萌发生长，生长繁殖过程会产生一种活性酶与培养液中的物质反应产生荧光物质，激发光源发出的激发光照射到荧光物质时会激发产生荧光，该荧光被光信号采集装置32采集，并转化为电信号后传输给主处理器33，主处理器33对采集到的信号进行处理、监测，当监测到信号值连续大于设定的阈值时，判定为灭菌失败，否则判定为灭菌成功；其中，主处理器33优选为单片机。

本实施例中，光信号采集装置32包括：第一滤波片、第二滤波片、硅光二极管以及积分器；

所述第一滤波片，位于所述激发光源和所述芽孢培养槽之间，用于对所述激发光源发出的激发光进行滤波处理；

所述第二滤波片，位于所述芽孢培养槽和所述硅光二极管之间，用于对所述生物指示剂产生的光信号进行滤波处理；

所述硅光二极管，用于将接收到的光信号转化为电信号，并将所述电信号传输至所述积分器；

所述积分器，用于对所述电信号进行放大处理。

需要说明的是，光信号采集装置32通过第二滤光片对采集到光信号进行过滤处理后，通过硅光二极管将光信号转化成微弱的电信号，之后电信号再经过积分器放大后转换成0～5伏特的输出电压，并通过IIC总线发送给主单片机，主单片机对采集到的信号进行处理、监测。

在另一可行实施例中，该装置还包括：第一从处理器；

所述第一从处理器，用于对接收到的电信号进行模数转换处理；采集所述芽孢培养槽的温度，并根据采集到的温度控制加热器，以调整所述芽孢培养槽的温度；其中，第一从处理器优选为单片机，即为图3中的第一从单片机。

参见图3可知，在积分器对电信号放大处理后，第一从单片机将该输出电信号经由ADC处理后通过IIC总线发送给主单片机；

而且，第一从单片机还具有控制培养槽温度的作用，其实现过程如下：获取温度传感器实时采集的培养槽的温度信息，对比当前的温度和预设温度，以生成控制指令，将控制指令发送至温度感应控制系统，以使温度感应控制系统执行加热动作；

温度感应控制系统由第三从处理器、热电偶和加热带组成，其温度范围控制在45～70度之间。

在另一可行实施例中，该装置还包括：第二从处理器；

所述第二从处理器，分别连接所述主单片机、液晶显示装置和按钮，用于接收所述主处理器通过USART发送器发送的监测数据，并将所述监测数据转发给所述液晶显示装置显示；将用户通过所述按钮输入的操作指令通过USART发送器转发给所述主处理器，以使所述主处理器执行对应操作，其中，第二处理器优选为单片机，即为图3中的第二从单片机。

在另一可行实施例中，该装置还包括：EEPROM存储器；

所述EEPROM存储器，用于存储监测数据，所述监测数据为所述主处理器通过SPI接口向所述EEPROM存储器传输的。

需要说明的是，本实施例通过EEPROM存储器擦除已有信息，重新编程，以提高系统的可操作性。

下面以实例说明本系统的工作过程：

将市售的生物指示剂和待灭菌的器械一起放入灭菌器中进行灭菌过程，其中将生物指示剂放置于灭菌器中灭菌效果最弱的区域(区域具体位置可咨询灭菌器生产商)。灭菌过程结束后，将进行灭菌过程的生物指示剂放置于本发明的培养槽内，设置培养槽温度为56摄氏度，将生物指示剂的安瓿瓶挤破，安瓿瓶内部的培养液和芽孢接触，未被杀灭的芽孢在培养液环境下和设定温度下进行微生物培养，芽孢萌发和培养过程会产生特殊的酶，酶与培养液中添加的指示物反应产生可以产生荧光的物质；开始微生物培养同时启动紫外光源(激发光源)，光源经第一滤光片照射生物指示剂，微生物萌发的初始阶段，几乎没有荧光物质，因此，硅光二极管接收不到荧光信号，随着微生物生长，产生的活性酶的量增大，酶将培养液中的指示物分解产生大量的荧光物质增多，硅光二极管接收到的光信号增强，光信号经由积分器放大输出一个电压信号，电压信号被单片机接收和处理，当电压信号连续大于设定值时，本发明输出一个阳性信号指示灭菌失败，1个小时仍然没有检测到电压信号超出设定值，则判定为灭菌成功。

可见，本方案能够更灵敏的发现灭菌失败时生物指示剂内的细菌生长，检测发现菌落的时间较短，可在1小时内完成检测，非常方便快捷。

本发明的各个部件实施方式可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本装置中，PC通过实现因特网对设备或者装置远程控制，精准的控制设备或者装置每个操作的步骤。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，并且程序产生的文件或文档具有可统计性，产生数据报告和cpk报告等，能对功放进行批量测试并统计。应该注意的是上述实施方式对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施方式。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。