用于提供一定量的无菌空气的装置
阅读：329发布：2021-02-04
专利汇可以提供用于提供一定量的无菌空气的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在此披露一种用于提供一定量的无菌空气的装置和方法。该装置包括：一个辐流式 风 扇、至少一个颗粒 过滤器 、至少一个UV光发生器、以及一个 外壳 ，该外壳至少部分地封闭该辐流式风扇，该辐流式风扇被安排用于在朝向该外壳的一个径向方向上提供空气流，该外壳被安排用于在一个轴向方向上导引该空气流，该至少一个UV光发生器被安排用于利用UV光来 辐射 该空气流，并且该至少一个颗粒过滤器被安排用于过滤该空气流，从而在该装置与表面之间产生该一定量的无菌空气。，下面是用于提供一定量的无菌空气的装置专利的具体信息内容。
1.一种用于提供一定量的本质上无菌的空气的装置，包括：
一个辐流式风扇、至少一个颗粒过滤器、至少一个UV光发生器、以及一个外壳，该外壳至少部分地封闭该辐流式风扇，
该辐流式风扇被安排用于在朝向该外壳的一个径向方向上提供空气流，该外壳被安排用于在一个轴向方向上导引该空气流，这样使得该流的外围部分具有比该流的中心部分高的速度，
该至少一个UV光发生器被安排用于利用UV光来辐射该空气流，并且该至少一个颗粒过滤器被安排用于过滤该空气流，从而产生该一定量的本质上无菌的空气。
2.根据权利要求1所述的装置，其中该外壳包括一个顶部和一个底部，该顶部包括以一种发散方式朝向该底部延伸的多个相对的顶壁区段。
3.根据权利要求2所述的装置，其中该外壳的这些顶壁区段是圆弧形的。
4.根据权利要求2-3中任一项所述的装置，其中该外壳的该底部包括平行延伸的多个相对的底壁区段。
5.根据以上权利要求中任一项所述的装置，进一步包括多个光源，该多个光源被安排用于在该轴向方向上发射具有一定波长和一定强度的光，从而照射该一定量的本质上无菌的空气。
6.根据权利要求5所述的装置，其中该多个光源中的至少一个是可定向的。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的装置，其中从这些光源发射出的光的该强度和该波长中的至少一个是可调整的。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其中该多个光源中的至少一个包括多个发光二极管。
9.根据以上权利要求中任一项所述的装置，进一步包括用于对该装置下方的一个区域成像的至少一个照相机以及用于将来自该至少一个照相机的信号传输到至少一个显示器的装置。
10.根据权利要求9所述的装置，进一步包括用于使该至少一个光源的该波长与该至少一个照相机同步以获得图像的装置。
11.根据以上权利要求中任一项所述的装置，进一步包括用于保持用于在该一定量的本质上无菌的空气中使用的至少一个工具的装置。
12.根据以上权利要求中任一项所述的装置，进一步包括一个可移动UV光发生器。
13.根据以上权利要求中任一项所述的装置，进一步包括至少一个护罩，该至少一个护罩被安排成是在平行于该本质上无菌的空气流的方向上从该装置可取出的。
14.根据以上权利要求中任一项所述的装置，进一步包括引导装置，该引导装置被安排用于将该外围流与该中心流分开，这样使得该外围流被安排成在该引导装置与该外壳之间流动。
15.根据权利要求14所述的装置，进一步包括该引导装置，该引导装置被安排用于朝向该装置的对称轴导引该中心流。
16.根据以上权利要求中任一项所述的装置，进一步包括
用于检测该颗粒过滤器前的该空气流的压力的装置，
用于检测该颗粒过滤器后的该空气流的压力的装置，
用于计算该颗粒过滤器前的该空气流的该压力与在该颗粒过滤器后的该空气流的该压力之间的差值的装置，
用于如果在该颗粒过滤器前的该空气流的该压力与该颗粒过滤器后的该空气流的该压力之间的该差值大于一个预定义值时调节该辐流式风扇的速度的装置。
17.根据以上权利要求中任一项所述的装置的与以下各项有关的用途：外科手术、医学治疗程序、患者隔离、药物生产、药物包装、实验室样品处理、对微生物污染敏感的物质的处理、以及对微生物污染敏感的对象的处理。
18.根据权利要求17所述的用途，其中该医学治疗程序是选自包括护理伤口、重症监护以及牙科的组。
19.根据权利要求17所述的用途，其中该患者有待被保护免受空气微生物。
20.一种用于提供一定量的本质上无菌的空气的方法，包括：
一个辐流式风扇在朝向一个外壳的一个径向方向上提供空气流，
该外壳在一个轴向方向上导引该空气流，这样使得该流的外围部分具有比该流的中心部分高的速度，
使该空气流经受UV光，并且
允许该空气流经过一个颗粒过滤器，
从而产生该一定量的本质上无菌的空气。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：
允许多个光源在该轴向方向上发射具有一定波长和一定强度的光，从而照射该一定量的本质上无菌的空气。
用于提供一定量的无菌空气的装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于提供一定量的本质上无菌空气的装置和方法。
背景技术
[0002] 无菌和无颗粒的环境对于多种范围的活动来说是一个前提条件，例如当处理某些类型的食物时，当处理实验室样品时，在生产和包装某些产品(例如像某些药物、食品、以及集成电路)的过程中，以及在外科手术过程中。
[0003] 外科手术经常涉及将潜在病原体传输到患者的手术伤口的风险。在瑞典，手术后的伤口感染发生在大约7％的所有外科手术中，并且构成第三最常见的护理相关的感染。对于免受细菌影响的组织的手术来说，感染的风险是1％-3％。手术后的伤口感染最通常是由在外科手术过程中污染组织的细菌所导致。细菌污染可能来自患者本身(内源性感染)或者来自周围环境(外源性感染)。传染性病原体可以通过空气(空气传染)或通过与例如在手术过程中已被污染的仪器和液体相接触来到达手术伤口。
[0004] 现今，大多数外科手术需要在医院的特殊手术室中进行。这些房间配备有在外科手术过程中提供空气中的低水平微生物的通风。此外，这种通风最小化来自周围房间的微生物的流入风险，并且在手术后清洁空气。此外，存在于手术室中的所有人员需要穿着紧身服以便防止皮肤颗粒携带污染空气的潜在有害的细菌。手术室中的空气污染的潜在来源是例如，当手术室的门被打开或者甚至更重要的，当新的人员进入该房间。
[0005] 由于对于外科手术过程中的周围环境的这些高要求，在缺乏用于提供无菌条件的手段的条件下所进行的许多原本救命的手术可能导致患者感染上一种潜在的危及生命的感染。这种情况可能存在于在例如自然灾害后的受灾地区、难民营、移动军队医院或者缺乏用于提供无菌周围环境的必要设备的其他地区中。
[0006] 在处理和包装某些类型的食物过程中，不让潜在有害的微生物污染食物是非常重要的，因为这种微生物可能导致严重的食物中毒或者甚至诸如肉毒中毒的中毒。微生物可以是一种单细胞生物体或一种多细胞生物体。微生物的实例是细菌、真菌、酵母菌、古生菌、以及原生生物、病毒和朊病毒。
[0007] 来自患者的用于实验室分析的样品需要被小心处理并且必须排除不是来源于该样品的微生物污染该样品的风险，因为这种污染可能导致例如，患者被错误地诊断为具有一种疾病并且被针对该疾病进行治疗。此外，在例如餐厅中减小污染为了控制卫生标准而用于食物的微生物分析的样品的风险也是重要的。
[0008] 同样，在包装过程中不污染药物是重要的，因为这潜在地可能破坏该药物，从而导致降低或甚至失去其效力，或者甚至导致将潜在有害的微生物传播给患者。
[0009] 当前所谓的无菌室的一个问题在于，由于存在于房间中需要清洁和杀菌的大面积和大量的设备，无菌室实际上并不是无菌的。此外，如以上提及的，手术室中人员的存在也是一个潜在的污染风险。尽管采取了广泛的清洁和杀菌措施，但是永远不可能获得一个完全无菌的环境。
发明内容
[0011] 根据一个第一方面，本发明通过一种用于提供一定量的本质上无菌的空气的装置来实现，该装置包括一个辐流式风扇、至少一个颗粒过滤器、至少一个UV光发生器、以及一个外壳，该外壳至少部分地封闭该辐流式风扇。该辐流式风扇被安排用于在朝向该外壳的一个径向方向上提供空气流，该外壳被安排用于在一个轴向方向上导引该空气流，这样使得该流的外围部分具有比该流的中心部分高的速度。该至少一个UV光发生器被安排用于使用UV光来辐射该空气流。该至少一个颗粒过滤器被安排用于过滤该空气流，从而产生该一定量的本质上无菌的空气。该外壳包括一个顶部和一个底部，该顶部包括以一种发散方式朝向该底部延伸的相对的顶壁区段。
[0012] 该外壳可以至少部分地封闭该至少一个颗粒过滤器和该至少一个UV光发生器。
[0013] 该装置是有利的，因为由于使用了一个辐流式风扇，故而它是紧凑的，即不耗费空间。该装置可以被用于产生能够在其中执行外科手术的一定量的本质上无菌的空气。需要在本质上无菌的条件下执行的一个程序可以在到目前为止尚不可能执行该程序的多个位置中来执行，例如，在没有进入标准手术室的多个区域中的外科手术。另一个优点在于，不再需要确保整个标准手术室和存在于该手术室中的所有人员满足上文所述的标准。此外，该装置还可以被用于产生用于其他应用的一定量的本质上无菌的空气，诸如在药物的生产和包装中，在实验室样品的处理中或者在食品工业中。
[0014] 该外壳可以包括一个顶部和一个底部，该顶部包括以一种发散方式朝向该底部延伸的多个相对的顶壁区段。
[0015] 该装置提供一种本质上的空气层流。此外，包括以一种发散方式朝向该底部延伸的多个相对的顶壁区段的该顶部是有利的，因为离开该装置外围的空气流与离开该装置中心的空气流相比具有更高的速度。因此，离开该装置外围的空气流(即，外围流)形成一个空气帘，与由该空气帘所封闭的空气流(即，离开该装置中心的空气流)相比，该空气帘具有更高的速度。这种空气帘确保本质上没有非无菌的空气可以进入该装置下方的空间。该外围流的速度比该中心流(即，离开该装置中心的空气流)的速度更高是有利的，因为这样有助于使该一定量的本质上无菌的空气保持本质上无菌。
[0016] 该外围流的速度比该中心流的速度更高也是有利的，因为经受该空气流的目标物不太干燥。作为一个实例，如果在一个操作过程中使用该装置，那么操作表面不太干燥并且保持了操作对象的天然含水量。此外，减小了对象被吹走的风险。
[0017] 该外壳的这些顶壁区段可以是圆弧形的。因此，该顶部的横截面可以是圆形的。
[0018] 该外壳的底部可以包括平行延伸的多个相对的底壁区段。该装置可以进一步包括被安排用于在轴向方向上发射具有一定波长和一定强度的光的多个光源，从而照射该一定量的本质上无菌的空气。这是有利的，因为使用该装置的人拥有令人愉快的工作环境。在一个实施例中，该装置被安排在一个表面上方，并且该多个光源被安排用于朝向该表面发射光。
[0019] 该多个光源中的至少一个可以是可定向的。这些光源可以在手术过程中由例如外科医师直接地或者通过一个电子界面来导引这些光源。一个优点在于，这些可定向的光源可代替目前常用的头灯。
[0020] 从这些光源所发射的光的强度和波长中的至少一个可以是可调整的。以此方式，该光可以被调节以便适合每个专门的应用，并且该光还可以在程序过程中被改变。在一个外科手术的情况下，可通过改变该光的波长来可视化不同种类的组织。
[0022] 该装置可以进一步包括用于对该装置下方的一个区域成像的至少一个照相机以及用于将来自该至少一个照相机的信号传输到至少一个显示器的装置。以此方式，在该一定量的本质上无菌的空气中执行任务的人员可以使用一个显示器上的图像，而不是直接看着在该一定量的本质上无菌的空气下方的表面。该显示器可以位于该外壳上，在该表面旁边或者甚至远程定位。以此方式，许多人员可以遵循该程序。此外，例如，一名外科医师可通过远程控制一个操作机器人来执行外科手术。在一个实施例中，该装置被安排在一个表面上方并且该照相机被安排用于对该表面成像。
[0023] 该装置可以进一步包括用于使该至少一个光源的波长与该至少一个照相机同步以便获得图像的装置。以此方式，可以实现多光谱成像。这是特别重要的，因为人眼通过解释图像中的阴影来感知三维。此外，在利用不同波长照射时更加清楚可见的不同类型的组织可通过将利用不同波长照射的表面的多个图像叠加而在相同图像中可视化。
[0024] 该装置可以进一步包括用于保持用于在该一定量的本质上无菌的空气中使用的至少一个工具的装置。用于保持至少一个工具的该装置可以配备有对于不同应用所需的不同工具。
[0025] 该装置可以进一步包括一个可移动UV光发生器。该可移动UV光发生器可以被用于对例如被引入一定量的空气的仪器进行杀菌，或者用于辐射该表面的区域或被安排在该表面上的某物。此外，如果在手术伤口中存在外源性感染的风险，那么也可以使用该可移动UV光发生器对该手术伤口的一个限定区域进行杀菌。可由用于保持至少一个工具的该装置来保持该UV光发生器。
[0026] 该装置可以进一步包括至少一个护罩，该至少一个护罩被安排成是在平行于本质上无菌的空气流的方向上从该装置可取出的。在将该装置用于露天操作的情况下，轻微的风可能破坏该空气流，并且因而在这种情况下，一个护罩可以被用于保持空气层流。该护罩还可以被用于其他目的，诸如在例如在未麻醉的患者身上进行的外科手术过程中来限制观察该一定量的无菌空气的视野。此外，该护罩可以保护免受阳光。
[0027] 该装置可以进一步包括被安排用于将该外围流与该中心流分离的引导装置，这样使得该外围流被安排成在该引导装置与该外壳之间流动。该引导装置可以因此减少该外壳内部的湍流的量。
[0028] 该引导装置可以节制该空气流，以使得从较快流动的外围流到较慢流动的中心流的过渡更顺畅。此外，该引导装置可以引起正好在该辐流式风扇的中心下方的空气流的较高速度，从而减少回到该风扇内的空气暗潮或回流。
[0029] 该引导装置可以被安排用于朝向该装置的一个对称轴来导引该中心流。在一个实施例中，该引导装置具有一个拱形部分，该拱形部分有助于朝向该装置的一个对称轴引导来自该辐流式风扇的空气流。
[0030] 包括根据本发明的引导装置的一个装置的一个优点在于，与离开相同的但是不包括该引导装置的装置的空气流相比，离开该装置的空气流具有更平滑的速度分布图。此外，在该装置角落处的空气流的速度可以更高。此外，与根据本发明但缺少引导装置的一个装置相比，在包括根据本发明的引导装置的装置中每分钟转数可以减少。可以产生每分钟转数的这种减少而不导致该装置的效力的减小。
[0031] 该装置可以包括一个引导装置。
[0032] 该装置可以包括两个引导装置。
[0033] 该装置可以包括三个或更多个引导装置。
[0034] 该装置可以进一步包括用于检测该颗粒过滤器前的空气流的压力的装置、用于检测该颗粒过滤器后的空气流的压力的装置、用于计算该颗粒过滤器前的空气流的压力与该颗粒过滤器后的空气流的压力之间的差值的装置、如果该颗粒过滤器前的空气流的压力与该颗粒过滤器后的空气流的压力之间的差值大于一个预定义值时来用于调节该辐流式风扇的速度的装置。以此方式，确保了该空气流的本质上恒定的速度，从而保证维持一定量的本质上无菌的空气。
[0035] 该装置可以进一步包括当该颗粒过滤器需要更换时用于发出信号的一个装置。该装置可以被安排用于如果在该颗粒过滤器前的空气流的压力与在该颗粒过滤器后的空气流的压力之间的差值大于一个预定义值时来发出信号。这是有利的，因为可以在渗透性不足之前提醒使用者更换该颗粒过滤器。
[0036] 该装置可以根据该第一方面来使用，该第一方面与以下各项有关：外科手术、医学治疗程序、患者隔离、药物生产、药物包装、实验室样品处理、对微生物污染敏感的物质的处理、以及对微生物污染敏感的对象的处理。该第一方面的这些优点同等适用于所使用的这些实施例。该医学治疗程序可以是选自包括护理伤口、重症监护以及牙科的组。该伤口可以是溃疡，诸如足部溃疡、腿部溃疡、压力性溃疡、静脉曲张性溃疡或糖尿病足。该伤口可以是枪伤或刺伤。
[0037] 关于患者隔离，该患者可以被保护免受空气微生物的影响。
[0038] 可以使用根据本发明的一个装置以便在例如一名患者周围局部地提供一个本质上无菌的环境，从而保护该患者免受有害的潜在致病微生物的影响。此类患者的实例是免疫功能低下的人群、经历化疗的患者、早产婴儿或老年患者。根据本发明的多个装置可以在相同空间中使用，例如，医院病房、飞机或火车、或者在患者的家中。
[0039] 应当理解的是，该装置还可以被用于兽医应用。
[0040] 根据一个第二方面，本发明通过一种用于提供一定量的本质上无菌的空气的方法来实现。该方法包括一个辐流式风扇在朝向一个外壳的一个径向方向提供空气流，该外壳在一个轴向方向上导引该空气流，这样使得该流的外围部分具有比该流的中心部分高的速度；使该空气流经受UV光；允许该空气流经过一个颗粒过滤器，从而产生该一定量的本质上无菌的空气。该第一方面的这些优点同等适用于该第二方面。应当注意的是，该第二方面可以如该第一方面同等地实施。
[0041] 该方法可以进一步包括允许多个光源在该轴向方向上发射具有一定波长和一定强度的光，从而照射该一定量的本质上无菌的空气。在一个实施例中，该装置被安排在一个表面上方，并且该多个光源朝向该表面发射光。
[0043] 通常，在权利要求书中使用的所有术语应当根据它们在本技术领域中的通常含义来解释，除非在此另外明确定义。所有对“一个/一种[要素、装置、部件、工具、步骤等]”的引用应被开放地解释为是指所述要素、装置、部件、工具、步骤等的至少一个例子，除非另外明确说明。在此披露的任何方法的步骤不是必须以披露的确切顺序进行，除非明确说明。
[0044] 如在此使用的，术语“微生物”应当根据其在本技术领域中的通常含义来解释。
[0045] 微生物可以是一种单细胞生物体或一种多细胞生物体。微生物的实例是细菌、真菌、酵母菌、古生菌、以及原生生物、病毒和朊病毒。
[0046] 如在此使用的，术语“包括”和该术语的变型不旨在排除其他添加物、部件、整体或步骤。
附图说明
[0047] 通过实例，现在将参照以下附图对本发明的各实施例进行描述，其中：
[0048] 图1是本发明装置的一个实施例的示意性侧视图的横截面，
[0049] 图2是本发明装置的一个实施例的示意性底视图，
[0050] 图3是本发明装置的一个实施例的示意性侧视图的横截面，
[0051] 图4是本发明装置的一个实施例的示意性底视图，示出该装置内部的空气流，[0052] 图5是本发明装置的一个实施例的示意性侧视图，
[0053] 图6是本发明装置的一个实施例的示意性侧视图的横截面，以及
[0054] 图7是本发明装置的一个实施例的示意性顶视图。
具体实施方式
[0055] 现在将参照其中示出本发明的某些实施例的附图来在下文中更全面地描述本发明。然而，本发明可以被实施为许多不同的形式并且不应被解释为限于在此提出的这些实施例；相反，这些实施例通过实例来提供使得此披露将全面和完整，并且将完全传达本发明的范围至本领域技术人员。贯穿全文，相同的数字指代相同的元件。
[0056] 本发明涉及一种用于提供一定量的本质上无菌的空气的装置。
[0057] 简而言之，使通过一个辐流式风扇输送的一定量的空气经受UV光，以便杀死在该一定量的空气中的大部分微生物，在此之后使该一定量的空气通过一个颗粒过滤器过滤以便捕获存在于该一定量的空气中的颗粒，包括细菌。离开该装置的一定量的空气本质上无菌并且本质上不含颗粒。由于UV光处理和过滤的空气的层流，这是可以实现的。
[0058] 应当注意的是，该空气可以在通过该颗粒过滤器过滤之前、期间和/或之后经受UV光。
[0059] 现在将关于附图来描述本发明的一个实施例。本发明的这个实施例被描述为打算被用于在外科手术过程中在一个手术伤口上方产生一定量的本质上无菌的空气。然而，技术人员将理解这是一个实例，并且其他应用将是可能的，诸如实验室样品的处理、药物或食物的包装，以及其中本质上无菌的环境很重要的其他应用，例如在加工工业中。
[0060] 图1示出包括一个辐流式风扇2、一个外壳3、一个UV光发生器4、以及一个颗粒过滤器5的装置1。辐流式风扇2的中心可位于装置1的一个中心轴上。该中心轴也可以被称为一个对称轴。辐流式风扇2输送一定量的空气，从而产生空气流。辐流式风扇2可以是任何种类的辐流式风扇。与轴流式风扇相比，辐流式风扇耗费较少空间并且更有效。辐流式风扇2将来自周围环境的空气输送到外壳3中，该外壳封闭辐流式风扇2。空气在本质上垂直于辐流式风扇2的中心轴的方向上从辐流式风扇2流动。因此，辐流式风扇2本质上径向地加速空气。因此，辐流式风扇2改变空气流的方向。换句话说，辐流式风扇2在径向方向上提供空气流。该径向方向可以被解释为平行于辐流式风扇2的半径的一个方向。
[0061] 外壳3被安排用于在一个轴向方向来导引该空气流。该轴向方向可以被解释为平行于辐流式风扇2的旋转轴的一个方向。因此，离开装置1的空气流在本质上平行于该装置的中心轴的方向上流动。
[0062] 在本质上垂直于辐流式风扇2的中心轴的方向上离开辐流式风扇2的空气流被通过外壳3的上部部分的弯曲的内壁而重新定向。这种安排提供了有待被导引颗粒过滤器5的本质上的空气层流。
[0063] 参见图6，该外壳包括一个顶部3a和一个底部3b。顶部3a包括以一种发散方式朝向底部3b延伸的多个相对的顶壁区段。外壳3的这些顶壁区段是圆弧形的。外壳3的底部3b包括平行延伸的多个相对的底壁区段。
[0064] 在一个实施例中，外壳3的顶部3a的水平截面是本质上圆形的。
[0065] 在一个实施例中，外壳3的底部3b的水平截面是本质上方形的。
[0066] 在此背景下，术语“弯曲的”可定义为一个圆弧或一个钟形曲线。
[0067] 在此背景下，术语“矩形的”可理解为具有两对平行线且具有四个直角的一个四边形状。这两对平行线可以相等或者不同。本领域技术人员认识到，由于例如审美原因，该矩形的这些角可以具有一个圆形形状。
[0069] 在外壳3内部，UV光发生器4被安排用于辐射空气流，以便杀死存在于该空气流中的大部分微生物。某些波长的UV光对于许多潜在有害的微生物(包括细菌和病毒)是致突变的。
[0070] 该UV光发生器可以包括至少一个水银灯。多个水银灯提供254nm波长的光。
[0071] 在一个实施例中，该UV光发生器包括发射UV光的至少一个发光二极管(LED)。发射的UV光的波长在260-300nm的范围内。在一个实施例中，发射的波长是大约265nm。使用UV光发生器中的多个UV-LED(发射UV光的多个LED)是有利的，因为这些UV-LED较小，具有低重量和容量效率。
[0072] 在经受UV光之后，空气流通过颗粒过滤器5，超过一定大小的多个颗粒被捕获在该颗粒过滤器中。在一个实施例中，空气流可以在经受UV光之前经过颗粒过滤器5。优选地，颗粒过滤器5捕获具有大于0.3μm的大小的颗粒。在本发明的一个实施例中，颗粒过滤器5是一个高效微粒空气过滤器(一个HEPA过滤器)，优选地保留具有0.3μm大小的99.995％的颗粒。在一个特定的实施例中，该过滤器是600mm×600mm的。
[0073] 由该装置所提供的一定量的空气是本质上无菌的并且本质上不含颗粒。措辞“本质上无菌的空气”可理解为几乎不包括活的微生物的空气。措辞“本质上不含颗粒”可理解为几乎不包括颗粒的空气。作为参考，在瑞典针对某些类型的手术，对于手术室中的空气的当前要求是：每m3菌落形成单位(cfu)的量必须低于5cfu/m3。
[0074] 在图2中示出的本发明的一个实施例中，外壳3包括用于保持至少一个工具的装置9。用于保持至少一个工具的装置9可以具有任何适合的材料，诸如碳纤维增强聚合物、金属或聚合物。
[0075] 多个光源10被安排在用于保持至少一个工具的装置9中。这些光源10可以是任何类型的光源，例如发光二极管。
[0076] 参见图5，这些光源被安排用于照射一个表面11，该一定量的空气8朝向该表面流动。光源10可以发射不同波长和强度的光。这些光源可以是可定向的，例如手动或遥控。这些光源可以是可定向的或可调整的，以便在任何方向上提供光。这些光源10a中的一些发射普通光或环境光。其他多个光源10b发射用于感兴趣的特定区域的进一步照射的定向光。
[0077] 用于保持至少一个工具的装置9可以包括用于捕获该一定量的空气8朝向其流动的表面11的图像的一个照相机12。这些图像可以被传输至一个显示器，该显示器可以位于外壳3上、在表面11旁边或者甚至远程定位。在后一种情况下，外壳手术可以由人员(例如，未出现在手术室中的医学生)来注视。此外，外科医师可以能够通过遥控一个操作机器人来执行手术。在本发明的一个实施例中，可以存在超过一个照相机12和/或超过一个显示器。
[0078] 某些类型的组织在利用具有某一波长的光来照射时能看得更清楚。一个实例是，白光在红色波长范围中提供较弱的反射。大多数图像获取装置区域适应于日光，在使用闪光时提供淡黄色的图像。同样，图像获取装置中的滤波器需要被改进。通过控制这些光源10来发射具有这些不同波长的光，并且使用照相机12和显示器来使这些图像叠加，可以在该显示器上所呈现的一个图像中看到所有选定的组织。
[0079] 用于保持至少一个工具的装置9还可以包括一个可移动UV光发生器13。这可以被用于对例如被引入该一定量的空气8中的仪器进行手动杀菌，或者用于辐射表面11的一个区域或被安排在表面11上的某物。此外，如果存在外源性感染的风险，那么也可以通过使用该可移动UV光发生器13来对手术伤口的一个限定区域进行杀菌。
[0080] 用于保持至少一个工具的装置9还可以包括对于特定应用所必需的其他工具，诸如一个小型X光装置；不同的仪器，诸如手术仪器、用于医疗监测的设备、以及用于不同类型警报的装置。
[0081] 此外，用于保持至少一个工具的装置9可以包括至少一个护罩14，该至少一个护罩可以在平行于空气流8的方向上从装置1取出。在将装置1用于露天操作的情况下，轻微的风可能破坏空气流8，因而在这种情况下，一个护罩可以被用于保持空气层流8。可以手动地或者由电子元件控制来执行该护罩的降低和升高。该护罩可以包括例如多个塑料条带、实心硬塑料、和/或可以是透明的缩微胶卷。
[0082] 在一个实施例中，该装置被提供在一个表面上方。在一个实施例中，外壳3最接近辐流式风扇2的部分具有圆形截面，并且最接近颗粒过滤器5的部分具有矩形截面。在一个实施例中，最接近颗粒过滤器5的该部分具有方形截面。外壳3的内表面可以是弯曲的以便产生与变化的空气流相结合的过压。因此，在该过滤器上方获得变化的控制气压。此外，外壳3的内部形状提供用于重新定向空气流的一种手段。因此在离开辐流式风扇2之后，空气流被通过外壳3重新定向，这样使得在装置1与该表面之间的空气流具有一个本质上平行于装置1的中心轴并且本质上垂直于该表面的方向。更具体地说，在本质上垂直于辐流式风扇2的中心轴的方向上离开辐流式风扇2的空气流被通过外壳3的上部部分的弯曲的内壁重新定向，其方式为使得该空气流的方向被本质上改变了90度。因此，在通过外壳3的内壁重新定向之后，该空气流的方向垂直于该中心轴，并且被导引该装置下方的一个表面，即，与入口相对。
[0083] 术语“弯曲的”可定义为一个圆弧或一个钟形曲线。
[0084] 离开辐流式风扇2的空气流是湍流。颗粒过滤器5被安排用于将空气流转换成空气层流。呈波纹状的颗粒过滤器5提供了湍流到层流的转变。
[0085] 离开该装置的空气流是本质上层状的，并且具有至少0.5m/s的速度。优选地，最接近装置1的外壳3的底部3b离开装置1的空气的速度大于在装置1的中心7(参见图2)处离开装置1的空气的速度，这样以来将确保存在来自周围环境的最小空气流入。这样的流入将意味着在原本本质上无菌的一定量的空气中的非无菌空气的流入。优选地，当装置1的横截面是四边形(诸如方形或矩形)时，在这些角落处离开装置1的空气的速度是最高的。通过存在于外壳3的内部中的多种特定结构来产生不同的速度。
[0086] 在图3和图6中示出的本发明的一个实施例中，外壳3的内部包括引导装置15，该引导装置用于引导外壳3内部的空气流以便最佳化离开装置1的空气的流动和速度。离开辐流式风扇2的空气在外壳3中循环。引导装置15节制该空气流，以使得从较快流动的外围流到较慢流动的中心流的过渡更顺畅。
[0087] 外壳3的设计提供了颗粒过滤器5上方的可变压力。引导装置15可以例如是弯曲的、直的或楔形的。术语“弯曲的”可定义为一个圆弧或一个钟形曲线。如在图6中由引导装置15a所示，该引导装置可以具有一个弯曲部分。该弯曲部分被安排用于重新定向入射到该引导装置上的空气流，为此该空气流朝向该装置的对称轴流动。
[0088] 如图6所示，该装置可以具有两个引导装置，引导装置15a和15b。引导装置15a等同于关于图3所提及的引导装置15。引导装置15b被安排用于防止从辐流式风扇流动的空气在远离颗粒过滤器5的方向上流动。引导装置15b被安排用于在朝向外壳的方向上导引离开辐流式风扇2的空气流。在一个实施例中，引导装置15a和15b被安排用于朝向外壳的底部3b来导引空气流。
[0089] 在本发明的一个实施例中，引导装置15被安排用于使离开装置1的外围的空气流与离开装置1的中心的空气流的速度均等。此外，引导装置15被安排用于将空气流分散到颗粒过滤器5的本质上整个区域。引导装置15可以引起外围流减少。可替代地，引导装置15可以引起中心流的最接近外围流的这些部分增加。此外，引导装置15可以引起正好在辐流式风扇2的中心下方的空气流的较高速度，从而减少回到风扇2内的空气暗潮或回流。
[0090] 此外，引导装置15可以被安排用于减少该空气流中的下层逆流的量，否则该下层逆流可能在来自辐流式风扇2的空气的出口中心处出现。在本发明的一个实施例中，引导装置15的面向辐流式风扇2的出口的部分是弯曲的。引导装置15的最接近颗粒过滤器5定位的一个端部指向该装置的中心轴。这引起空气流被朝向辐流式风扇2的出口中心推动。
[0091] 在一个实施例中，引导装置15被安排在一个位置中，其中辐流式风扇3的一个下部部分(与入口相对)位于引导装置15的上部部分下方。辐流式风扇3的该下部部分对应于辐流式风扇3的高度的约1/3。
[0092] 装置1可以被安排成直接挂在一个表面11(诸如一个手术台)的上方，或者被安排在台架16上。台架16可以是可移动的，例如通过具有如图5所示的多个轮子17。此外，装置1的位置或空气流的方向相对于表面11可以是可调整的。因此，空气流还可以在不垂直于表面11的方向上流动。
[0093] 装置1还可以包括一个控制系统，该控制系统用于控制风扇、UV光、空气流的速度、空气流的方向、从这些光源中的至少一个发射的光的强度、从这些光源中的至少一个发射的光的波长、照相机、照相机与显示器之间的通信、光源和护罩的位置中的一个或多个。
[0094] 在图6中示出的本发明的一个实施例中，示出一个撑条18。引导装置15和辐流式风扇2被附接到撑条18上。然而，本领域技术人员认识到，引导装置15和辐流式风扇2可以被附接到不同的撑条上。
[0095] 在图7中示出的一个实施例中，引导装置15被在四个点处附接到撑条18上。图7还示出，引导装置15被安排在辐流式风扇2周围。换句话说，引导装置15围绕辐流式风扇2延伸。
[0096] 图4示出该装置内部的空气流。图4还示出该装置底部的这些角落中存在较大的空气流。
[0097] 将理解的是，本发明已参考多个示例性实施例进行了说明，并且本发明可以在权利要求的范围内以许多不同的方式来改变。
[0098] 还应当注意的是，在所附权利要求中包括用于附图中的一些数字纯粹是为了说明性的目的并且不认为是限制权利要求书的范围。
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