МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОБИЛЬНЫЙ МОДУЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ АНАЛИЗА ПАТОГЕННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
MULTIFUNCTIONAL MOBILE MODULE COMPLEX FOR ANALYSIS OF PATHOGENIC BIOLOGICAL MATERIALS

Изобретение относится к мобильным комплексам для анализа патогенных биологических материалов (агентов), может быть использовано для отбора проб и проведения лабораторных исследований на наличие опасных и особо опасных микроорганизмов, вызывающих инфекционные заболевания, и предназначено для соответствующих служб, действующих в чрезвычайных ситуациях биологического характера.
Известен аналог заявляемого изобретения, например мобильная химико-аналитическая лаборатория, смонтированная в фургоне автомобиля, снабженная системой отопления, кондиционирования, системой водоподготовки для лабораторных нужд, вытяжным боксом с вентилятором для работы с агрессивными реактивами и средами, с размещенной на лабораторных столах контрольно-измерительной аппаратурой для измерения различных параметров, связанной с базовой ЭВМ и имеющей принтер (патент RU №2251496, МПК В60Р 3/14, опубл. 10.05.2005 г.). Однако описанная лаборатория не обеспечивает уровень безопасности, необходимый для работы с микроорганизмами 1-11 групп патогенности (высших по своей опасности по классификации Российской Федерации).
Известна также лаборатория санитарно-гигиенических исследований, описанная в патенте на полезную модель RU №65434, МПК В60Р 3/00, опубл. 10.08.2007 г. Лаборатория смонтирована в кузове-фургоне на базе прицепа к автомобилю КАМАЗ и содержит герметично исполненный салон с уровнем биологической безопасности BSL-2, с системой принудительной приточно-вытяжной вентиляции и средствами жизнеобеспечения. Салон лаборатории разделен герметичными перегородками на функциональный отсек, предназначенный для проведения санитарно-гигиенических исследований, и санпропускник. Прием биологического материала и передачу его в отсек для исследований осуществляют через окно-люк, вмонтированное в дверь аварийного выхода. Внутреннее помещение лаборатории оснащено необходимым оборудованием для санитарно-гигиенических исследований. Лаборатория оснащена звуковой аварийной сигнализацией, средствами визуальной системы контроля за работой фильтровентиляционной установки, средствами оповещения о режиме работы. Недостатком данного аналога является то, что он не обеспечивает требований нормативных документов по безопасности работы с микроорганизмами I-II групп патогенности.
Известен также диагностический модуль мобильного лечебно-диагностического комплекса (см. «Военно-медицинский журнал» - 1999 г., №4, стр.14-21), смонтированный на шасси автомобиля высокой проходимости МАЗ-4210 с размещенным в нем диагностическим и вспомогательным оборудованием, а также электрооборудованием, кондиционером и бортовым компьютером. В задней части кузова оборудованы встроенные шкафы для хранения и транспортировки диагностических приборов, расходных материалов и одежды, а в передней части кузова на уровне боковых дверей выделен тамбур для перехода в другие модули. Модуль предназначен для проведения лабораторных исследований, а также хранения и транспортировки необходимой диагностической аппаратуры. Главным недостатком данного модуля является невозможность проведения экспресс-индикации возбудителей особо опасных и неизвестных инфекционных заболеваний с учетом требований биологической безопасности для проведения данного вида работ.
Известна многоцелевая мобильная лаборатория, которая представляет собой лабораторную камеру контейнерного типа и состоит из корпуса, имеющего герметичный отсек, входной отсек, отсек для удаления воздуха, имеющий стерилизующий фильтр, отвечающий правилам биобезопасности, отсек обработки стоков, имеющий автоматическое автоклавирующее стерилизующее устройство. Герметичность лабораторного отсека и уровень обработки стоков могут быть выбраны с помощью специализированной системы управления. Лаборатория сконструирована из панелей, которые содержат полые части. В лаборатории предусмотрено изолирующее от вибрации устройство подвесного типа. Лаборатория может использоваться в производстве полупроводников, электронного оборудования, в биотехнологии, а также для проведения микробиологических исследований как чистая или биологически чистая комната (патент US №4850268, опубл. 25.07.1989 г.). Однако описанная лаборатория не обеспечивает уровень безопасности, необходимый для работ с микроорганизмами I-II групп патогенности.
Известен модуль биологической безопасности, описанный в патенте RU №2439265, МПК Е04Н 3/08, опубл. 10.01.2012 г., содержащий герметичный бокс и шлюз, сообщающиеся посредством герметичной двери и оснащенные средствами жизнеобеспечения, функционально и конструктивно взаимосвязанными между собой, перчаточный бокс с системой вентиляции с фильтрами тонкой очистки воздуха и передаточное окно, выполненное в виде замкнутой герметичной камеры с герметичными дверками. При этом перчаточный бокс соответствует категории BSL-III, стены и потолок выполнены в виде двухслойных панелей с теплоизоляцией, причем каждый слой панелей обеспечивает герметичность объема модуля, стыки между стенами, потолком и полом герметичны, бокс снабжен дополнительным передаточным окном с отдельной вытяжной системой вентиляции, запорные механизмы дверей и дверок выполнены с возможностью блокировки в состоянии «закрыто» при открытии любой из них. В системе вентиляции установлены регулирующие и отсечные герметичные клапаны, вытяжное и подающее воздух устройства в боксе расположены в диагонально противоположных углах, а давления, создаваемые вентиляцией в помещениях модуля, перчаточным боксе и передаточных окнах, изменяются ступенчато и их величина меньше давления окружающей среды. Данный модуль биологической безопасности имеет высокую степень защиты персонала и окружающей среды и соответствует требованиям нормативных документов по безопасности работы с микроорганизмами I-II групп патогенности (Санитарно-эпидемиологические правила СП 1.3.1285-03 «Безопасность работы с микроорганизмами 1-11 групп патогенности (опасности)», 12.03.2003 г.), однако его недостатком является то, что он представляет собой стационарное сооружение и не может быть использован в качестве мобильного.
Известен передвижной лабораторный комплекс «Диагностика высокопатогенного вируса гриппа методом ПЦР» ВМК-30331-05 на базе автобуса ПАЗ-4234, предназначенный для выявления на ранних стадиях людей, пораженных высокопатогенными вирусными инфекциями, путем проведения лабораторных экспресс-анализов с применением метода полимеразной цепной реакции (ПНР). Передвижной комплекс оборудован салоном с креслами, шкафами для одежды, откидными столиками и распашными дверями с дополнительной герметизацией. Внутри салона размещено необходимое диагностическое оборудование и препараты. Комплекс оборудован санитарно-гигиеническим отсеком, биотуалетом, сушилкой для рук, а также двумя системами электроснабжения, в том числе встроенным электрогенератором, системой отопления, приточно-вытяжной вентиляцией, системой кондиционирования. Информация по данному передвижному комплексу выложена в Интернет-ресурсах для всеобщего ознакомления на сайте http://www.amkmed.rn/laboratory (дата выкладки не указана). На этом же сайте представлен передвижной лабораторный комплекс «ИФА - лаборатория для службы Ростехнадзора» ВМК-30331-05-1 на базе автобуса ПАЗ-4234, предназначенный для проведения лабораторной диагностики инфекционных и инвазионных заболеваний человека вне стационарных лабораторных учреждений методом иммунноферментного анализа (метод ИФА). Планировка лаборатории включает в себя отсек пробоподготовки и лабораторный отсек, в котором проводятся лабораторные испытания, при этом указанные отсеки изолированы друг от друга перегородкой. Данная лаборатория содержит системы обеспечения, аналогичные системам передвижного комплекса ВМК-30331-05. Недостатком этих известных передвижных комплексов является то, что они не соответствуют нормативным требованиям, предъявляемым к проведению работ с микроорганизмами I-II групп патогенности.
В качестве прототипа, как наиболее близкого по своей технической сути, выбрана «Лаборатория особо опасных инфекций», описанная в патенте RU №65437, МПК В60Р 3/00, опубл. 10.08.2007 г. Лаборатория смонтирована в кузове-фургоне на базе прицепа к автомобилю КАМАЗ и содержит герметично исполненный салон с уровнем биологической безопасности BSL-3, с системой принудительной приточно-вытяжной вентиляции и средствами жизнеобеспечения. Салон лаборатории разделен герметичными перегородками на функциональные отсеки, предназначенные для проведения бактериологических исследований, и санпропускник. Для приема биологического материала и передачи его в другой отсек в стенах предусмотрены передаточные шлюзовые камеры. Внутреннее помещение снабжено всем необходимым оборудованием для бактериологических исследований. Лаборатория оснащена звуковой аварийной сигнализацией, средствами электрической визуальной системы контроля за работой фильтровентиляционной установки, средствами оповещения о режиме работы. Лаборатория обеспечивает возможность проведения бактериологического анализа микроорганизмов I-II групп патогенности. Недостатком прототипа является то, что окончательная идентификация выделенных микроорганизмов методами ПЦР, ИФА и другими производится (путем их передачи) в индикационной лаборатории, расположенной вне лаборатории, описанной в прототипе, т.е. прототип позволяет проводить подготовку поступившего биоматериала, но не позволяет сделать окончательного заключения о наличии в отобранном биоматериале тех или иных патогенных микроорганизмов. Это приводит к потере времени, что может иметь в условиях реального очага бактериологического заражения непредсказуемые последствия.
Задачей, решаемой изобретением, является создание такого многофункционального мобильного модульного комплекса для анализа патогенных биологических материалов I-II групп патогенности, который бы позволял независимо от удаленных микробиологических центров и лабораторий и с высокой оперативностью проводить полный цикл исследований по выявлению и идентификации микроорганизмов из очага бактериологического заражения с последующей выдачей заключения о принятии соответствующих обстановке решений.
Достигается это тем, что в известном многофункциональном мобильном комплексе для анализа патогенных биологических материалов, содержащем кузов-контейнер, установленный на шасси автомобиля, оснащенный средствами жизнеобеспечения и соответствующим оборудованием, герметично исполненный салон, разделенный герметичными перегородками, снабженными герметично закрывающимися взаимоблокирующимися дверями, на функциональные отсеки, оснащенные приборами и диагностическим оборудованием для выделения и идентификации микроорганизмов I-II групп патогенности, включающие рабочий отсек для приема, подготовки и исследования биологического материала, снабженный герметичной дверью аварийного выхода и оснащенный боксом биологической безопасности, вытяжными шкафами и необходимым оборудованием и мебелью, и служебный отсек, оснащенный блоком управления системами функциональных отсеков салона, необходимым оборудованием и мебелью, сообщающийся посредством герметичного шлюза с рабочим отсеком, санпропускник, разделяющий рабочий и служебный отсеки салона и включающий отсек для снятия верхней и надевания рабочей одежды, душевую и отсек для надевания и снятия защитной одежды, систему приточно-вытяжной вентиляции с фильтрами тонкой очистки, выполненную с возможностью создания разницы давления между отсеками, при этом вытяжные шкафы и бокс биологической безопасности подключены через воздуховоды и фильтры тонкой очистки к отдельно расположенной вентиляционной установке, системы электроснабжения, водоснабжения, канализации, сигнализации, отопления, кондиционирования и связи, согласно изобретению:
- в состав многофункционального мобильного модульного комплекса входят четыре автономных мобильных модуля;
- функциональные отсеки первого и второго модулей выполнены с уровнем биологической безопасности BSL-4, в их рабочих отсеках размещены боксы биологической безопасности класса BSL-3, а отсеки для надевания и снятия защитной одежды снабжены одноразовыми защитными комплектами одежды;
- первый модуль оснащен приборами и оборудованием для подготовки проб и проведения иммуноферментного анализа биологического материала, а второй модуль оснащен приборами и оборудованием для подготовки проб и проведения анализа биологического материала методом полимеразной цепной реакции и генотипирования;
- третий модуль выполнен в виде кузова-контейнера, оснащенного средствами жизнеобеспечения и соответствующим оборудованием, герметично исполненный салон, разделенный герметичными перегородками, снабженными герметично закрывающимися дверями, на последовательно расположенные бытовой отсек, оборудованный биотуалетом, душевой кабиной и комплектом бытовой техники для приготовления пищи, отсек для анализа информации, разработки отчетных документов, отдыха и приема пищи, оснащенный персональным компьютером и необходимым набором мебели, отсек для обработки информации, в котором размещены сервер для сбора, обработки и хранения информации о биологической обстановке и средства для связи с другими модулями комплекса, и агрегатный отсек с размещенными в нем средствами электроснабжения, кондиционирования и отопления;
- четвертый модуль представляет собой машину биологической разведки, замкнутый кузов которой, оснащенный средствами жизнеобеспечения, разделен перегородками на технологический отсек с размещенными в нем средствами связи и системами электроснабжения, вентиляции, кондиционирования и отопления и рабочий отсек с размещенным в нем комплектом оборудования и принадлежностей для отбора проб и проведения первоначального экспресс-анализа биологических материалов в районе очага биологического заражения, оборудованием и принадлежностями для транспортировки проб на первый и второй модули комплекса с соблюдением режимов термостабилизации, персональным компьютером, средствами индивидуальной защиты персонала, дезинфектантами и средствами дезобработки, кроме того, четвертый модуль комплекса оснащен обзорной видеокамерой с возможностью передачи видеоинформации в третий модуль комплекса и оборудованием по определению и фиксации географических координат зоны проведения работ и мест отбора проб;
- на кузовах-контейнерах первого, второго и третьего модулей по углам с внешней стороны кузова установлены складывающиеся гидравлические погрузочно-разгрузочные устройства для установки кузова-контейнера на грунт при отсутствии автомобильного шасси, а взаимодействие между модулями и соответствующими службами осуществляется по каналам радио, спутниковой и мобильной связи посредством соответствующих устройств связи, установленных на каждом из модулей.
Кроме того, в первом и втором модулях в перегородке между служебным и рабочим отсеками оборудовано герметичное смотровое окно.
Кроме того, служебный и рабочий отсеки первого и второго модулей оснащены громкоговорящим переговорным устройством.
Кроме того, рабочие отсеки первого и второго модулей оснащены видеокамерами контроля и наблюдения за работой персонала.
Кроме того, электропитание модулей комплекса осуществляется от внешней стационарной электрической сети с применением распределительного электрического щита.
Кроме того, электропитание модулей комплекса осуществляется от автономных электрогенераторов, установленных на каждом из модулей комплекса.
Кроме того, электропитание модулей комплекса осуществляется от аккумуляторных батарей, установленных на каждом из модулей комплекса.
Кроме того, в первом и втором модулях комплекса перед входом в санпропускник и в рабочий отсек установлены приборы, показывающие перепад давления в указанных помещениях относительно давления окружающего пространства.
Кроме того, в первом и втором модулях в служебном отсеке установлен генератор аэрозоля для дезобработки рабочего отсека, при этом распылительная головка генератора расположена внутри рабочего отсека.
Кроме того, внутри функциональных отсеков, боксах биологической безопасности и шлюзах первого и второго модулей установлены бактерицидные облучатели.
Кроме того, на входной двери в санпропускник и в рабочий отсек первого и второго модулей установлены знаки биологической опасности и система ограничения доступа в рабочий отсек и санпропускник.
Суть изобретения поясняется на фиг.1-5, на которых схематично изображены: на фиг.1 - первый и второй модули, на фиг.2 - третий модуль, на фиг.3 - четвертый модуль, на фиг.4 - схема действия гидравлических погрузочно-разгрузочных устройств, на фиг.5 - схема связи между модулями комплекса.
На фиг.1 и виде А схематично представлена конструкция первого и второго модулей комплекса, которые конструктивно выполнены одинаково, при этом первый модуль предназначен для подготовки проб и проведения иммуноферментного анализа биологического материала, а второй модуль - для подготовки проб и проведения анализа биологического материала методом полимеразной цепной реакции и генотипирования. Первый и второй модули содержат кузов-контейнер 1, выполненный из сэндвич-панелей, отвечающих требованиям по герметичности. Для исключения разгерметизации кузова-контейнера в ходе совершения марша, он имеет усилительные профили, установленные по всему периметру, включая стены, пол, потолок, дверные и оконные проемы. Салон кузова-контейнера посредством герметичных перегородок 2 разделен на герметичные функциональные отсеки, снабженные герметично закрывающимися дверями 3: рабочий отсек 4 (условно «заразный» отсек), предназначенный для приема, подготовки и исследования биологического материала (проб), который снабжен герметичной дверью 5 аварийного выхода, служебный отсек 6 (условно «чистый» отсек), который сообщается с рабочим отсеком 4 посредством герметичного шлюза 7 (передаточного окна), и санпропускник, включающий в себя отсек 8 для снятия верхней и надевания рабочей одежды, душевую 9 и отсек 10 для надевания и снятия одноразовой защитной одежды. Ограждающие конструкции (внутренние поверхности) первого и второго модулей выполнены гладкими, без выступающих элементов, выемок и ложбинок и не имеют труднодоступных для очистки мест, имеют антистатические свойства поверхностей, влагостойки и устойчивы к образованию плесени, устойчивы к многократному (в течение срока эксплуатации комплекса) воздействию моющих и дезинфицирующих средств, а также к воздействию ультрафиолетового излучения. Функциональные отсеки первого и второго модулей выполнены с уровнем биологической безопасности BSL-4, которая позволяет проводить исследования микроорганизмов I-II групп патогенности. Между рабочим и служебным отсеками описываемых модулей оборудовано герметичное смотровое окно 11 для визуального наблюдения за работой специалистов-биологов внутри рабочего отсека. Между этими отсеками также осуществляется голосовая связь посредством переговорного устройства (на фиг.1 не показано). В рабочих отсеках 4 первого и второго модулей установлены видеокамеры (на фиг.1 не показаны) для контроля и наблюдения за работой специалистов-биологов. В служебных отсеках первого и второго модулей расположены генераторы аэрозоля для дезобработки рабочего отсека, при этом распылительная головка генератора выведена через герметичный проход внутрь рабочего отсека (на фиг.1 генераторы аэрозоля не показаны). В рабочих отсеках 4 первого и второго модулей, а также в отсеках 8, 9 10 санпропускника, шлюзе 7 и боксах биологической безопасности 12 класса BSL-3, установленных в рабочих отсеках 4, размещены бактерицидные облучатели (на фиг.1 не показаны), предназначенные для обеззараживания воздуха и поверхности. Соответственно, все функциональные отсеки первого и второго модулей оснащены лампами для их освещения (на фиг.1 не показаны).
В рабочем отсеке 4 первого модуля расположены комплекты приборов и принадлежностей для проведения пробоподготовки, приборы и оборудование для проведения микробиологического анализа проб, приборы и оборудование для проведения анализа проб методом иммуноферментного анализа, боксы биологической безопасности 12 класса BSL-3, вытяжные шкафы 13, столы 14, навесные шкафы и полки (не показаны), автоклав (не показан), холодильник 15, стулья 16 и другое необходимое оборудование. В рабочем отсеке 4 второго модуля расположены комплекты приборов и принадлежностей для проведения пробоподготовки, приборы и оборудование для проведения анализа проб методом ПНР, приборы и оборудование для проведения анализа методом ПЦР-РВ и генотипирования, приборы и оборудование для проведения иммунохроматографического анализа, боксы биологической безопасности 12 класса BSL-3, вытяжные шкафы 13, столы 14, навесные шкафы и полки, автоклав, холодильник 15, а также стулья 16 и другое оборудование, т.е. оснащение оборудованием рабочих отсеков 4 первого и второго модулей одинаковое, а различие определяется только методиками, применяемыми при проведении исследований биологических материалов.
Пол кузова-контейнера первого и второго модулей выполнен из сэндвич-панелей с внутренней отделкой из оцинкованной стали. Напольное покрытие выполнено из устойчивого к истиранию полимерного антистатического линолеума, допускающего многократное воздействие моющих и дезинфицирующих средств, уложенного на электропроводящую грунтовку и заземленную сетку из медных полос. Для обеспечения герметичности функциональных отсеков, примыкание панелей пола к стенам салона, а также стен салона к потолку, перегородок к полу, стенам и потолку, в местах стыков обрабатывается герметиком, например, силиконовым. В отсеке 8 санпропускника расположен шкаф (на фиг.1 не показан) для верхней и рабочей одежды персонала и столик 17, в отсеке 9 размещена душевая установка с предметами личной гигиены, а в отсеке 10 расположены комплекты одноразовой защитной одежды и емкость для использованной защитной одежды, а также стул 16 и столик 17.
Подвод воды к душевой установке осуществляется через бак-накопитель (на фиг.1 не показан) с подогревом воды. Пополнение бака водой осуществляется через внешнюю заправочную горловину, расположенную снаружи кузова-контейнера. Слив воды осуществляется в бак-накопитель для сточной воды (на фиг.1 не показан) через гидрозатвор с обратным клапаном с ее последующим термическим обеззараживанием. Воздухообмен функциональных отсеков первого и второго модулей и боксов биологической безопасности 12 класса BSL-3, а также вытяжных шкафов 13 обеспечивается двумя автономными приточно-вытяжными вентиляционными системами (приточная система, обеспечивающая приток свежего воздуха требуемой температуры в отсеки модулей обозначены на виде А сноской 18, а одна из автономных вытяжных систем сноской 19). Система кондиционирования (на фиг.1 не показана) совмещена с приточной вентиляционной системой 18. Нагнетание воздуха в отсеки модулей и его эвакуация из отсеков и боксов биологической безопасности 12 и вытяжных шкафов 13 осуществляется посредством вентиляторов 20. При этом в вытяжной системе установлен резервный вентилятор (на фиг.1 не показан), автоматически включающийся в случае выхода из строя основного вентилятора. Приточная 18 и вытяжные системы 19 вентиляции снабжены фильтрами тонкой очистки (фильтры типа ПЕРА) со степенью очистки воздуха 99,995% от частиц размером 0,3 мкм. Система вентиляции первого и второго модулей обеспечивает следующие отрицательные перепады давления в функциональных отсеках и оборудовании модулей относительно давления в окружающей среде минус 90 Па в боксах биологической безопасности; минус 90 Па в вытяжных шкафах; минус 60 Па в рабочем отсеке; минус 30 Па в отсеках санпропускника. Поддержание приведенных выше перепадов давления производится автоматически, а визуальный контроль величины перепадов давления в отсеках 8, 9 и 10 санпропускника и в рабочем отсеке осуществляется посредством приборов (дифференциальных датчиков давления), установленных перед входом в отсеки санпропускника и в рабочий отсек 4. На входной двери в рабочий отсек 4 и на входной двери в отсек 8 санпропускника устанавливается знак биологической опасности. Кроме этого, на дверях входа в санпропускник и в рабочий отсек 4 может быть установлена система ограничения доступа (например, замок с магнитной картой).
Служебный отсек 6 оснащен столом 14 и стулом 16 для дежурного, а также блоком управления (не показан) системами функциональных отсеков салона (электропитанием, системами вентиляции, кондиционирования, включением бактерицидных облучателей, автоклава, генератором аэрозоля, контролирующими системами, связью и т.д.), персональным компьютером, сейфом для документации. Кроме этого, дежурный служебного отсека через шлюз 7 может передавать биологические материалы в рабочий отсек 4, поддерживать связь и вести посредством видеокамер наблюдение за работой специалистов-биологов в рабочем отсеке 4. В служебном отсеке размещены также устройства для взаимодействия первого и второго модулей с другими модулями комплекса по каналам радио, спутниковой и мобильной связи. Электропитание первого и второго модулей может осуществляться от стационарной электрической сети (при ее наличии), а также от дизельного электрогенератора, расположенного с запасом топлива в негерметичном агрегатном отсеке 21, в котором также размещены системы кондиционирования и отопления (на фиг.1 эти системы и средства не показаны). Дополнительно электропитание первого и второго модулей может осуществляться от гелевых аккумуляторов, расположенных в служебном отсеке (на фиг.1 аккумуляторы не показаны).
Третий модуль комплекса (см. фиг.2 и вид Б) конструктивно выполнен на аналогичном первому и второму модулям кузове-контейнере 22 с размещенным внутри него герметично исполненным салоном, разделенным герметичными перегородками 23, снабженным герметично закрывающимися дверями 24 на последовательно расположенные бытовой отсек 25, оборудованный душевой кабиной 26 с биотуалетом 27, комплектом бытовой техники, включающим печь СВЧ 28, водонагреватель 29, раковину мойки 30, электроплитку, чайник, столовую посуду (не показаны), отсек 31 для анализа информации, разработки отчетных документов, отдыха и приема пищи, оснащенный персональным компьютером 32, рабочим столом 33, рундук-диванами 34 и складными полками 35 для отдыха персонала, шкафом 36 и стулом 37, крепящимся к полу, отсек 38 для обработки информации, в котором размещены сервер 39 для сбора, обработки и хранения информации о биологической обстановке и ее визуализации, автоматическая телефонная станция 40, УКВ радиоретранслятор, телефоны для связи с другими модулями комплекса (не показаны).
Для повышения мобильности модуля и оперативности организации связи в его состав включены средства для развертывания беспроводных сетей передачи данных и автоматической телефонной связи стандартов WiFi и DECT. С отсеком 38 граничит негерметичный агрегатный отсек 41 с расположенным в нем дизельным электрогенератором с запасом топлива к нему и системы кондиционирования и отопления (на фиг.2 и виде Б элементы оснащения отсека не показаны). Воздухообмен отсеков третьего модуля осуществляется посредством принудительной приточно-вытяжной вентиляции, оснащенной фильтрами тонкой очистки воздуха (на фиг.2 система вентиляции не приведена). В модуле имеется запас чистой воды в необходимом количестве, хранящийся в баке. Электропитание модуля для задействования его электрооборудования и освещения, а также связи и вентиляционной системы осуществляется, как и в первых двух модулях, посредством стационарной электрической сети, либо от собственного дизельного электрогенератора, либо от аккумуляторных батарей, размещенных в отсеке 38.
На фиг.4 приведены гидравлические погрузочно-разгрузочные устройства, которыми оснащаются кузова-контейнеры первого, второго и третьего модулей комплекса. На виде Г устройства показаны в сложенном (транспортном) положении, на виде Д - в рабочем положении (при установке модулей на грунт). Устройства устанавливаются по углам с внешней стороны кузова-контейнера и состоят из складывающихся кронштейнов 42 и гидравлических опор 43, выполненных с возможностью перемещения за счет нагнетания жидкости во внутреннюю полость опоры (по принципу работы гидравлического домкрата). Регулировка высоты опоры производится вручную, после чего положение опоры фиксируется. Наличие подобных устройств позволяет оперативно установить на шасси автомобиля и снять с него кузов-контейнер без применения подъемного крана, что не «привязывает» автомобильное шасси к кузову-контейнеру и позволяет выполнять ему какие-либо другие задания по перевозке.
Четвертый модуль комплекса представляет собой машину биологической разведки, которая может быть выполнена, например, на базе полноприводного автомобиля ГАЗ-27057 «Газель». Схематично машина разведки приведена на фиг.3 (вид В - вид сбоку на левый борт). Замкнутый кузов четвертого модуля разделен перегородками 44 на рабочий (задний) отсек 45 и технологический (передний) отсек 46, смежный с кабиной 48 водителя. В перегородках 44 выполнены сдвижные стекла 47. В технологическом отсеке 46 размещаются средства связи (радио, мобильной и спутниковой связи), элементы которой расположены в нише под полкой 49 для сиденья и в навесных блоках 50, расположенных на ограждающих поверхностях отсека 46. В нише под полкой 49 установлены также аккумуляторные батареи 51 для питания электрического оборудования и приборов четвертого модуля комплекса. В отсеке 46 размещены также средства вентиляции, кондиционирования и отопления (не показаны), обеспечивающие приток свежего, очищенного на фильтрующих элементах воздуха в отсеки с необходимой температурой (заборное отверстие системы вентиляции расположено на крыше под защитным колпаком 52). Вдоль перегородки 44, примыкающей к кабине 48 водителя, в отсеке 46 установлен стол 53, на котором расположен персональный компьютер 54. В отсеке 46 также размещен пульт управления электрическими системами четвертого модуля и системами связи (не показан). Отсеки 45 и 46 снабжены переговорным устройством (не показано). В рабочем отсеке 45 размещена необходимая для работы персонала мебель (диваны-рундуки 55, стол 56) и размещено оборудование для отбора проб, тесты для экспрессного выявления вида возбудителя в нативной пробе иммуноферментным методом и методами ПНР, ПЦР-РВ анализа, комплект средств анализа проб, термоконтейнер 57, персональный компьютер 54, средства индивидуальной защиты персонала, медицинская аптечка, технические средства дезобработки, запас дезинфектантов, электростанция дизельная 58 с запасом топлива, автомобильный холодильник.
Средства жизнеобеспечения четвертого модуля комплекса включают в себя электрическую плитку, электрообогреватель, микроволновую печь, электрочайник, емкости для питьевой воды, набор столовой посуды (не показаны). Кроме этого, четвертый модуль оснащен обзорной видеокамерой для проведения оперативной съемки в месте проведения работ и видеорегистрации маршрута движения с возможностью формирования видеоархива и передачи видеоинформации в режиме реального времени в третий модуль и/или соответствующим службам, а также станцией спутниковой связи с автонаведением на спутник с возможностью организации связи в движении (не показаны). Четвертый модуль комплекса оснащен также портативным GPS/Глонасс навигатором в комплекте с цифровыми картами местности для определения географических координат проводимых работ и мест отбора проб биологического материала. Электропитание четвертого модуля в движении обеспечивается от генератора отбора мощности от двигателя автомобиля и аккумуляторных батарей 51, а на стоянке либо от стационарной электросети, либо от собственной дизельной электростанции 58.
Схема связи модулей комплекса представлена на фиг.5, на которой приведено взаимодействие комплекса с оперативной группой Министерства обороны РФ. На фиг.5 приняты следующие обозначения и аббревиатура:
- МИФА - первый модуль, модуль иммуноферментного анализа;
- МПГ - второй модуль, модуль ПЦР анализа и генотипирования;
- МОИ - третий модуль, модуль обработки информации;
- МБР - четвертый модуль, машина биологической разведки;
- IC-FR 5000 - УКВ-ретранслятор с мачтой антенны;
- IC-F 5061 - УКВ-радиостанция;
- ICOM IC-F16 - портативная УКВ-радиостанция;
- WiFi - точки радиодоступа WiFi с внешней антенной;
- БС DECT - базовая станция DECT с внешней антенной;
- ЛВС - беспроводная линия связи;
- Инмарсат - станция спутниковой связи;
- ТФОП - телефонная связь общего пользования.
Работа заявляемого многофункционального мобильного комплекса (далее по тексту - комплекса) для анализа патогенных биологических материалов происходит следующим образом. При получении приказа, комплекс в составе четырех модулей, укомплектованных запасами воды, продуктов питания, топлива, приборами и оборудованием соответствующего назначения, выдвигается своим ходом к предполагаемому местонахождению очага биологического заражения. В случае большой отдаленности очага от места дислокации комплекса, последний может быть доставлен авиационным, железнодорожным, водным транспортом. Комплекс располагают на некотором расстоянии от очага биологического заражения, при необходимости снимают его модули с автомобильных шасси посредством гидравлических погрузочно-разгрузочных устройств 43 (см. фиг.4) и при наличии стационарной промышленной электросети посредством распределительного электрического щита подключают к электропитанию первый, второй и третий модули комплекса. Четвертый модуль комплекса, получив распоряжение начальника комплекса, отправляется к очагу биологического заражения, при необходимости проводя видеорегистрацию маршрута движения посредством видеокамеры с последующей передачей видеоинформации в режиме реального времени в третий модуль и/или оперативной группе (см. фиг.5).
Прибыв в предполагаемый очаг заражения, специалисты четвертого модуля надевают защитную одежду и выходят из рабочего отсека 45 и с помощью оборудования отбора проб отбирают пробы биологического материала (на местности или в каких-либо объектах), при этом с помощью портативного навигатора определяют географические координаты места проведения работ и отбора проб. Электропитание четвертого модуля во время проведения данных работ осуществляется с помощью дизельной электростанции 58 и/или аккумуляторов 51 для обеспечения функционирования систем вентиляции, отопления, кондиционирования и связи, а также для приборов и оборудования. Пройдя дезобработку, специалисты с отобранными пробами заходят в рабочий отсек 45 и с помощью размещенного внутри отсека 45 оборудования проводят экспресс-анализ по выявлению вида возбудителя посредством различных методов (иммуноферментный метод, методами ПЦР и ПЦР-РВ анализа). Получив предварительные данные по выявленному (либо неизвестному) виду возбудителя, специалисты устанавливают контейнеры с биологическим материалом (пробами) в термоконтейнер 57, сообщают по средствам связи начальнику комплекса необходимую информацию, останавливают работу дизельной электростанции 58 и возвращаются к месту расположения комплекса для дальнейшего анализа доставленных материалов в первом и втором модулях, подготовка к работе которых производится следующим образом (см. фиг.1).
С блока управления, находящегося в служебном отсеке 6, дежурный оператор запускает дизельный электрогенератор, расположенный в агрегатном отсеке 21 (при отсутствии промышленный стационарной электросети). С помощью системы отопления (в холодное время) либо системы кондиционирования в отсеках первого и второго модулей создаются комфортные температурные условия, включаются освещение и бактерицидные облучатели, расположенные в отсеках санпропускника (отсеки 8, 9 и 10), рабочем отсеке 4, передаточном шлюзе 7, боксах биологической безопасности 12 и вытяжных шкафах 13. По прошествии требуемого промежутка времени, необходимого для стерилизации воздуха в указанных отсеках и боксах, включаются системы принудительной вытяжной 19 (вначале) и через 15-20 секунд приточной вентиляции 18, с помощью которых создаются требуемые перепады давлений в боксах биологической безопасности 12, вытяжных шкафах 13, шлюзе 7, отсеке 4 и отсеках 8, 9 и 10 санпропускника, которые контролируются дифференциальными датчиками давления, расположенными перед входом в санпропускник и в рабочий осек 4. После чего специалисты-биологи, используя систему ограничения доступа, например, магнитную карту, заходят в отсек 8 санпропускника, снимают верхнюю одежду и надевают рабочую одежду, находящуюся в шкафу. При этом входная дверь отсека 8 и дверь в отсек 9 закрыты.
После переодевания специалисты заходят в отсек 9, закрывая за собой его входную дверь 3, где проводят (при необходимости) гигиенические процедуры (умывание, принятие душа), а затем входят в отсек 10, закрывая за собой его входную дверь 3, и надевают одноразовую защитную одежду, находящуюся в отсеке 10. После этого специалисты-биологи, используя систему ограничения доступа на входной двери 3 в рабочий отсек 4, заходят в него и закрывают за собой дверь. Через передаточный шлюз 7 специалисты получают от дежурного из служебного отсека 6 биологические материалы в термоконтейнере, привезенные из очага биологического поражения, помещают их в боксы биологической безопасности 12 и вытяжной шкаф 13 и проводят с ними необходимые работы и исследования, используя соответствующее оборудование, приборы и диагностическое оснащение, расположенные как внутри бокса 12 и шкафа 13, так и в рабочем отсеке 4.
Отметим, что в первом и втором модулях комплекса исследования поступивших из очага биологического заражения биологических материалов проводятся одновременно с помощью различных методов анализа, что позволяет уменьшить время исследований и идентификации возбудителей, а следовательно, повысить оперативность выполняемых работ. В процессе исследований специалисты-биологи могут обмениваться необходимой информацией как с дежурными первого и второго модулей, так и с руководителем комплекса, находящегося в третьем модуле. При завершении работ в первом и втором модулях отработанные биологические материалы помещаются в автоклав, где происходит их термообработка и обеззараживание, и через шлюз 7 они могут быть переданы в служебный отсек 6 для дальнейшей утилизации. В отсеках первого и второго модулей, а также в вытяжных шкафах 13 и боксах биологической безопасности 12 включаются бактерицидные облучатели, и специалисты-биологи выходят из рабочего отсека 4 в отсек 10, в котором снимают одноразовую защитную одежду и складывают ее в специальную емкость.
В отсеке 9 санпропускника специалисты проводят гигиенические процедуры и принимают душ, а затем выходят в отсек 8, одеваются и выходят в служебный отсек 6. В отсутствии людей в отсеке 4 может быть проведена его дополнительная дезобработка с помощью генератора аэрозоля соответствующим составом. После заданного времени работы бактерицидных облучателей они выключаются, и системы приточной 18 и вытяжной вентиляции первого и второго модулей переводятся из рабочего режима в дежурный с пониженной производительностью по воздуху либо выключаются. Специалисты-биологи первого и второго модулей передают полученную информацию по результатам исследований и идентификации микроорганизмов в отсек 38 третьего модуля специалисту по обработке, который заносит ее на сервер 39.
В отсеке 31 информация по исследованиям анализируется специалистами-биологами и руководителем комплекса с использованием персональных компьютеров 32 и с помощью имеющихся в третьем модуле средств связи передается, например, оперативной группе МО РФ, как показано на фиг.5 для принятия соответствующих решений. Подготовка третьего модуля к работе аналогична подготовке первого и второго модулей. При отсутствии промышленной линии электропередач включают дизельный электрогенератор, расположенный в агрегатном отсеке 41, после чего включают систему приточно-вытяжной вентиляции, кондиционирования и отопления (при необходимости), освещение, устройства связи. В качестве резервных источников питания могут быть использованы аккумуляторные батареи, размещенные в отсеке 38. По окончании работ личный состав комплекса может принять душ в душевой кабине 26, приготовить пищу с использованием электроплитки, печи СВЧ 28 и чайника, отдохнуть на диванах-рундуках 34 и складных полках 35. При достаточности полученных результатов комплекс в составе четырех модулей может переехать к месту постоянной дислокации.
Достоинствами заявляемого комплекса являются:
- высокая защищенность персонала при работе с микроорганизмами I-II групп патогенности;
- полнота проводимых исследований по выявлению и идентификации микроорганизмов за счет применения различных методов анализа;
- оперативность проведения работ;
- достаточность результатов исследований, позволяющая соответствующим службам принимать адекватные обстановке решения.
Технический результат заключается в оперативности проведения работ за счет доставки проб из очага заражения машиной разведки и их исследовании одновременно различными методами анализа, полноте и достаточности результатов исследований, позволяющих принять адекватные обстановке решения за счет присутствия в комплексе модуля обработки информации, оснащенного несколькими видами связи, и высокой защищенности персонала за счет исполнения первого и второго модулей с уровнем биологической безопасности BSL-4.
Заявителем изготовлен опытный образец комплекса, прошедший испытания, подтвердивший его соответствие требованиям нормативных документов по безопасности работы с микроорганизмами I-II групп патогенности. В настоящее время развернут серийный выпуск комплекса для оснащения соответствующих ведомств и структур Российской Федерации.
По мнению заявителя, предложенное техническое решение удовлетворяет критериям «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость», в связи с чем оно может быть защищено патентом на изобретение.