(57)【要約】【課題】被照射体に対するプラズマ又は活性ガスの照射面積を拡大させながら、プラズマ又は活性ガスの流速を低下させることなく、最適な照射条件で治療を行うことが可能なプラズマ式治療装置を提供する。【解決手段】プラズマが発生するプラズマ発生部と、プラズマ及びプラズマによって発生した活性ガスの何れか一方又は両方を吐出する吐出口１ａを有するノズル１と、を有する照射器具を備え、さらに、ノズル１から吐出されるプラズマ又は活性ガスを、被照射体Ｈに対する照射面積を拡大させて照射する開口部６１ａを有する、着脱可能なカートリッジ６１と、プラズマ又は活性ガスの流量を調整する制御部と、を備え、該制御部は、カートリッジ６１における開口部６１ａの開口面積に応じて、プラズマ又は活性ガスの流量を調整することにより、開口部６１ａから被照射体Ｈに向けて照射されるプラズマ又は活性ガスの流速を一定に制御する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマが発生するプラズマ発生部と、前記プラズマ及び前記プラズマによって発生した活性ガスの何れか一方又は両方を吐出する吐出口を有するノズルと、を有する照射器具を備え、
さらに、前記ノズルから吐出される前記プラズマ又は前記活性ガスを、被照射体に対する照射面積を拡大させながら前記被照射体に照射する開口部を有する、着脱可能なカートリッジと、
前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記カートリッジにおける前記開口部の開口面積に応じて、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整することにより、前記開口部から前記被照射体に向けて照射される前記プラズマ又は前記活性ガスの流速を一定に制御する、プラズマ式治療装置。
【請求項２】
前記制御部は、さらに、前記カートリッジに備えられる前記開口部の開口面積に応じて、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を選択する選択手段を有する、請求項１に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項３】
前記照射器具は、さらに、前記カートリッジに備えられる前記開口部の開口面積情報を識別する識別手段を備え、
前記制御部は、前記識別手段によって識別された前記開口面積情報に基づき、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整する、請求項１に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項４】
前記カートリッジが、前記開口部が備えられた先端側に向かうに従って内径が漸次拡大するホーン形状である、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項５】
前記カートリッジは、前記開口部が、先端面に設けられた複数の開口孔を有するシャワー形状である、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項６】
前記カートリッジは、前記開口部が、前記先端面に設けられた複数の開口孔と、前記複数の開口孔と連通するように設けられ、該複数の開口孔に前記プラズマ又は前記活性ガスを導入する拡大流路とを有する、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項７】
前記カートリッジは、前記開口部が、外周面に設けられた複数の開口孔と、前記複数の開口孔と連通するように設けられ、該複数の開口孔に前記プラズマ又は前記活性ガスを導入する拡大流路とを有する、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項８】
前記カートリッジは、さらに、前記開口部の開口面積を切り替える切り替え手段を有し、
前記制御部は、前記カートリッジにおいて切り替えられる前記開口部の開口面積に応じて、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整する、請求項１に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項９】
前記カートリッジは、前記開口部が、前記カートリッジの軸方向で回転可能に設けられ、且つ、複数の第１開口孔を有する外盤と、該外盤よりも前記プラズマ又は前記活性ガスの流れ方向における上流側に、前記カートリッジの内壁側に固定して設けられ、且つ、複数の第２開口孔を有する内盤とを備え、
前記外盤を回転させたとき、該外盤に設けられた前記第１開口孔と、前記内盤に設けられた前記第２開口孔とが連通するか、あるいは、前記外盤における前記第１開口孔が形成されていない領域によって、前記内盤における前記第２開口孔の少なくとも一部が塞がれることにより、前記開口部の開口面積を切り替える、請求項８に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項１０】
前記カートリッジは、さらに、前記外盤の回転位置検出手段を備え、
前記回転位置検出手段は、前記外盤を回転させて前記開口部の開口面積を切り替えたときに、前記外盤の位置情報を前記制御部に送信し、
前記制御部は、前記外盤の位置情報に基づき、前記開口部における開口面積を算出し、該算出結果に基づき、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整する、請求項９に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項１１】
前記カートリッジは、さらに、前記外盤を電気的又は機械的に回転させることで前記開口部の開口面積を切り替える切り替え機構を備え、
前記照射器具は、前記切り替え機構によって切り替えられる前記開口部の開口面積を設定するための開口面積設定手段を備える、請求項９又は請求項１０に記載のプラズマ式治療装置。
【請求項１２】
前記開口面積設定手段が、前記ノズルに設けられている、請求項１１に記載のプラズマ式治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ式治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯科治療等の医療用途において、プラズマ又はプラズマによって発生した活性種を含む活性ガスを患部に照射し、創傷等の治癒を図るプラズマ式治療装置が知られている。このようなプラズマ式治療装置としては、例えば、プラズマジェット照射装置や、活性ガス照射装置が挙げられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、歯科治療を行う照射器具にプラズマジェット照射手段を搭載し、治療患部にプラズマジェット照射を可能にした歯科用診療装置（プラズマジェット照射装置）が開示されている。このような、歯科用診療装置として用いられるプラズマジェット照射装置は、プラズマを発生し、発生したプラズマと、プラズマ中又は周辺の気体と反応して生成した活性種とを被照射体に直接照射するものである。活性種としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル等の活性酸素種、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等の活性窒素種等が挙げられる。
特許文献１に記載の発明によれば、発生したプラズマを患部に直接照射することで、創傷等の治癒を図っている。
【０００４】
また、特許文献２には、照射器具内部で活性ガス（活性種）を発生させ、その活性ガスをノズルから吐出して患部に照射する活性ガス照射装置が開示されている。このような活性ガスは、例えば、活性酸素や活性窒素等である。
特許文献２に記載の発明によれば、上記同様、発生した活性ガスを患部に直接照射することで、創傷等の治癒を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４４１０６６号公報
【特許文献２】特開２０１７−０５０２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、プラズマ式治療装置においては、創傷の治癒等の効果を高めるため、プラズマ又は活性ガスを、被照射体の表面に対して、所定以上の流量、且つ、広範囲で照射することが求められる。また、プラズマによる治療効果は、プラズマ又は活性ガスの流速と時間との関係によって変化するプラズマ密度に依存することが知られており、この観点から、プラズマ又は活性ガスの流速を一定に保持することも求められる。
【０００７】
上記のように、プラズマ又は活性ガスを、被照射体表面の広い範囲に照射するためには、例えば、図６の参考図に示すように、照射角度を拡大する部材をノズル先端に設ける方法が挙げられる（例えば、図６中に示す符号６０を参照）。また、このような部材を用いた場合には、プラズマ又は活性ガスが吐出する開口面積が変化することから、プラズマ又は活性ガスの流量が一定である場合には、その流速も変化する。例えば、プラズマ又は活性ガスの流量を一定とし、且つ、開口面積を大きくした場合には、プラズマ又は活性ガスの流速は低くなる。
【０００８】
一方、活性ガス中に含まれる活性種の寿命は非常に短いことから、この短い活性種寿命の範囲で、治療効果を可能な限り高めるためには、プラズマ又は活性ガスの流速を一定以上に保持することが求められる。しかしながら、上記のように、照射角度を拡大することを目的として、単に、プラズマ又は活性ガスが吐出する開口面積が大きな部材を採用した場合には、プラズマ又は活性ガスの流速が低下し、治療効果が低下するおそれがあった。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、被照射体に対するプラズマ又は活性ガスの照射面積を拡大させながら、プラズマ又は活性ガスの流速を低下させることなく、最適な照射条件で治療を行うことが可能なプラズマ式治療装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の態様を有する。
［１］  プラズマが発生するプラズマ発生部と、前記プラズマ及び前記プラズマによって発生した活性ガスの何れか一方又は両方を吐出する吐出口を有するノズルと、を有する照射器具を備え、さらに、前記ノズルから吐出される前記プラズマ又は前記活性ガスを、被照射体に対する照射面積を拡大させながら前記被照射体に照射する開口部を有する、着脱可能なカートリッジと、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整する制御部と、を備え、前記制御部は、前記カートリッジにおける前記開口部の開口面積に応じて、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整することにより、前記開口部から前記被照射体に向けて照射される前記プラズマ又は前記活性ガスの流速を一定に制御する、プラズマ式治療装置。
［２］  前記制御部は、さらに、前記カートリッジに備えられる前記開口部の開口面積に応じて、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を選択する選択手段を有する、上記［１］に記載のプラズマ式治療装置。
［３］  前記照射器具は、さらに、前記カートリッジに備えられる前記開口部の開口面積情報を識別する識別手段を備え、前記制御部は、前記識別手段によって識別された前記開口面積情報に基づき、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整する、上記［１］に記載のプラズマ式治療装置。
［４］  前記カートリッジが、前記開口部が備えられた先端側に向かうに従って内径が漸次拡大するホーン形状である、上記［１］〜［３］の何れか一項に記載のプラズマ式治療装置。
［５］  前記カートリッジは、前記開口部が、先端面に設けられた複数の開口孔を有するシャワー形状である、上記［１］〜［３］の何れか一項に記載のプラズマ式治療装置。
［６］  前記カートリッジは、前記開口部が、前記先端面に設けられた複数の開口孔と、前記複数の開口孔と連通するように設けられ、該複数の開口孔に前記プラズマ又は前記活性ガスを導入する拡大流路とを有する、上記［１］〜［３］の何れか一項に記載のプラズマ式治療装置。
［７］前記カートリッジは、前記開口部が、外周面に設けられた複数の開口孔と、前記複数の開口孔と連通するように設けられ、該複数の開口孔に前記プラズマ又は前記活性ガスを導入する拡大流路とを有する、上記［１］〜［３］の何れか一項に記載のプラズマ式治療装置。
［８］  前記カートリッジは、さらに、前記開口部の開口面積を切り替える切り替え手段を有し、前記制御部は、前記カートリッジにおいて切り替えられる前記開口部の開口面積に応じて、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整する、上記［１］に記載のプラズマ式治療装置。
［９］  前記カートリッジは、前記開口部が、前記カートリッジの軸方向で回転可能に設けられ、且つ、複数の第１開口孔を有する外盤と、該外盤よりも前記プラズマ又は前記活性ガスの流れ方向における上流側に、前記カートリッジの内壁側に固定して設けられ、且つ、複数の第２開口孔を有する内盤とを備え、前記外盤を回転させたとき、該外盤に設けられた前記第１開口孔と、前記内盤に設けられた前記第２開口孔とが連通するか、あるいは、前記外盤における前記第１開口孔が形成されていない領域によって、前記内盤における前記第２開口孔の少なくとも一部が塞がれることにより、前記開口部の開口面積を切り替える、上記［８］に記載のプラズマ式治療装置。
［１０］  前記カートリッジは、さらに、前記外盤の回転位置検出手段を備え、前記回転位置検出手段は、前記外盤を回転させて前記開口部の開口面積を切り替えたときに、前記外盤の位置情報を前記制御部に送信し、前記制御部は、前記外盤の位置情報に基づき、前記開口部における開口面積を算出し、該算出結果に基づき、前記プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整する、上記［９］に記載のプラズマ式治療装置。
［１１］  前記カートリッジは、さらに、前記外盤を電気的又は機械的に回転させることで前記開口部の開口面積を切り替える切り替え機構を備え、前記照射器具は、前記切り替え機構によって切り替えられる前記開口部の開口面積を設定するための開口面積設定手段を備える、上記［９］又は［１０］に記載のプラズマ式治療装置。
［１２］  前記開口面積設定手段が、前記ノズルに設けられている、上記［１１］に記載のプラズマ式治療装置。
【００１１】
なお、本明細書において、「活性ガス」とは、ラジカル等の活性種、励起した原子・及び分子、イオン等の何れかを含む化学活性の高いガスを指す。
【００１２】
また、本明細書における、カートリッジに備えられる開口部の「開口面積」とは、カートリッジの先端側の開口部において、カートリッジの内部と外部とが連通している面積のことをいう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のプラズマ式治療装置によれば、上記構成を採用することにより、被照射体に対するプラズマ又は活性ガスの照射面積を大きくするために、開口面積の大きなカートリッジを備えた場合においても、プラズマ又は活性ガスの流速を低下させることなく、簡便な操作で最適な照射条件を設定して治療を行うことが可能になる。従って、創傷の治癒等の効果が高められ、且つ、操作性に優れたたプラズマ式治療装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ式治療装置を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプラズマ式治療装置が備える照射器具の部分断面図である。
【図３】図２に示す照射器具のｘ−ｘ断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプラズマ式治療装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係るプラズマ式治療装置の作用について説明する参考図である。
【図６】本発明に係るプラズマ式治療装置の作用について説明する参考図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るプラズマ式治療装置を示す模式図であり、カートリッジの一例を示す部分破断図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るプラズマ式治療装置を示す模式図であり、カートリッジの他の例を示す部分破断図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るプラズマ式治療装置を示す模式図であり、カートリッジの他の例を示す部分破断図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るプラズマ式治療装置を示す模式図であり、カートリッジの他の例を示す部分破断図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るプラズマ式治療装置を示す模式図であり、カートリッジの他の例を示す部分破断図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のプラズマ式治療装置の実施形態を挙げ、その構成について図１〜図１１を適宜参照しながら詳述する。なお、以下の説明で用いる各図面は、本発明のプラズマ式治療装置の特徴をわかりやすくするため、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００１６】
本発明に係るプラズマ式治療装置は、プラズマが発生するプラズマ発生部と、前記プラズマ及び前記プラズマによって発生した活性ガスの何れか一方又は両方を吐出する吐出口を有するノズルと、を有する照射器具を備える。さらに、本発明に係るプラズマ式治療装置は、ノズルから吐出されるプラズマ又は活性ガスを、被照射体に対する照射面積を拡大させながら被照射体に照射する開口部を有する、着脱可能なカートリッジと、プラズマ又は活性ガスの流量を調整する制御部と、を備える。そして、本発明に係るプラズマ式治療装置は、制御部が、カートリッジにおける開口部の開口面積に応じて、プラズマ又は活性ガスの流量を調整することにより、開口部から被照射体に向けて照射されるプラズマ又は活性ガスの流速を一定に制御するものとして、概略構成される。
本発明のプラズマ式治療装置は、プラズマ発生部とノズルとを有する照射器具と、カートリッジを備えたものであれば、プラズマジェット照射装置であってもよく、活性ガス照射装置であってもよい。
【００１７】
プラズマジェット照射装置は、プラズマを発生させる。プラズマジェット照射装置は、発生したプラズマと活性種とを被照射体に直接照射する。活性種は、プラズマ中の気体又はプラズマ周辺の気体とプラズマとが反応して生成される。活性種としては、活性酸素種、活性窒素種等を例示できる。活性酸素種としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル等を例示できる。活性窒素種としては、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等を例示できる。
活性ガス照射装置は、プラズマを発生させる。活性ガス照射装置は、活性種を含む活性ガスを被照射体に照射する。活性種は、プラズマ中の気体又はプラズマ周辺の気体とプラズマとが反応して生成される。
【００１８】
＜第一の実施形態＞
以下、本発明のプラズマ式治療装置の第一の実施形態について、主に図１〜９を参照しながら説明する。
本実施形態のプラズマ式治療装置は、活性ガス照射装置である。
【００１９】
［プラズマ式治療装置の構成］
図１に示すように、プラズマ式治療装置１００は、照射器具（インスツルメント）１０と、供給ユニット２０と、ガス管路３０と、電気配線４０とを備える。照射器具１０が備えるノズル１の先端にはカートリッジ６１が取り付けられている。
照射器具１０は、照射器具１０内で発生した活性ガスを吐出する。供給ユニット２０は、照射器具１０に電気及びプラズマ発生用ガスを供給する。
ガス管路３０は、照射器具１０と供給ユニット２０とを接続している。電気配線４０は、照射器具１０と供給ユニット２０とを電気的に接続している。
図示例においては、ガス管路３０と電気配線４０とは、各々独立しているが、ガス管路３０と電気配線４０とが一体に構成されていてもよい。
【００２０】
（照射器具）
図２は、照射器具１０における軸線に沿う断面を示す部分断面図である。図３は、図２に示す照射器具１０のｘ−ｘ断面図である。
照射器具１０は、長尺状のカウリング２と、カウリング２の先端から突出するノズル１と、カウリング２内に位置するプラズマ発生部１２と、カウリング２の外周面に設けられた操作スイッチ９（操作部）とを備える。また、上述したように、ノズル１の先端には、詳細を後述するカートリッジ６１が固定されている。
【００２１】
カウリング２は、胴体部２ｂと、胴体部２ｂの先端を塞ぐヘッド部２ａとを備える。
胴体部２ｂは、管軸Ｏ１方向に延びる円筒状の部材である。なお、胴体部２ｂは、円筒形に限られず、四角筒、六角筒、八角筒等の多角筒形でもよい。
【００２２】
胴体部２ｂの材料は、特に限定されないが、感電防止の観点から、電気絶縁性を有する材料が好ましい。胴体部２ｂは、電気絶縁性の材料のみで形成されてもよいし、電気絶縁性の材料とその表面に金属材料の層を有する多層構造でもよい。
電気絶縁性の材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を例示できる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）等を例示できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等を例示できる。
また、金属材料として、アルミや銅、鉄やステンレス等が例示できる。
胴体部２ｂの大きさは、特に限定されず、手指で把持しやすい大きさとすることができる。
【００２３】
ヘッド部２ａは、先端に向かうに従って漸次窄むように形成されている。即ち、本実施形態におけるヘッド部２ａは円錐形である。なお、ヘッド部２ａは、円錐形に限られず、四角錘、六角錘、八角錘等の多角錘形でもよい。
ヘッド部２ａの先端には、ノズル１が挿入される嵌合孔２ｃが形成されている。ノズル１は、ヘッド部２ａに着脱可能に設けられている。図２中において、符号Ｏ１は、胴体部２ｂの管軸である。ヘッド部２ａの内部には、管軸Ｏ１方向に延びる第一の活性ガス流路７が形成されている。
胴体部２ｂの外周面には、操作スイッチ９が設けられている。
【００２４】
ヘッド部２ａの材料は、特に限定されず、絶縁性を有してもよいし、絶縁性を有しなくてもよい。ヘッド部２ａの材料は、耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料が好ましい。耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料としては、ステンレス等の金属が挙げられる。ヘッド部２ａと胴体部２ｂとの材料は、同じでもよく、異なってもよい。
ヘッド部２ａの大きさは、プラズマ式治療装置１００の用途等を勘案して決定される。例えば、プラズマ式治療装置１００が口腔内治療器具である場合、ヘッド部２ａの大きさは、口腔内に挿入できる大きさが好ましい。
【００２５】
ノズル１は、嵌合孔２ｃに嵌合する台座部１ｂと、台座部１ｂから突出する照射管１ｃとを備える。台座部１ｂと照射管１ｃとは一体に形成されている。ノズル１の内部には、第二の活性ガス流路８が形成され、先端に吐出口１ａが形成されている。第二の活性ガス流路８と第一の活性ガス流路７とは、連通している。
【００２６】
ノズル１の材料は、特に限定されないが、絶縁性を有してもよいし、絶縁性を有しなくてもよい。ノズル１の材料は、耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料が好ましい。耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料としては、ステンレス等の金属が挙げられる。
また、ノズル１としては、衛生上の観点から、例えば、ディスポーザブルタイプの材料を用いてもよい。
【００２７】
ノズル１における照射管１ｃ内の流路の長さ（即ち、距離Ｌ２）は、プラズマ式治療装置１００の用途等を勘案して、適宜決定できる。
吐出口１ａの開口径は、例えば、０．５〜５ｍｍが好ましい。開口径が上記下限値以上であれば、活性ガスの圧力損失を抑制できる。開口径が上記上限値以下であれば、照射される活性ガスの流速を高めて、治癒等をより促進できる。
照射管１ｃは、管軸Ｏ１に対して屈曲している。
照射管１ｃの管軸Ｏ２と管軸Ｏ１とのなす角度θは、プラズマ式治療装置１００の用途等を勘案して決定できる。
【００２８】
図２及び図３に示すように、プラズマ発生部１２は、管状誘電体３と、内部電極４と、外部電極５とを備える。
図３に示すように、管状誘電体３と内部電極４と外部電極５とは、管軸Ｏ１を中心として同心円状に位置している。
本実施形態において、内部電極４の外周面と外部電極５の内周面とは、管状誘電体３を挟んで互いに対向している。
【００２９】
管状誘電体３は、管軸Ｏ１方向に延びる円筒状の部材である。管状誘電体３の内部には、管軸Ｏ１方向に延びるガス流路６が形成されている。第一の活性ガス流路７とガス流路６とは連通している。なお、管軸Ｏ１は、管状誘電体３の管軸と同じである。
【００３０】
管状誘電体３の材料としては、公知のプラズマ装置に使用される誘電体材料が適用できる。管状誘電体３の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、合成樹脂等が挙げられる。管状誘電体３の誘電率は低いほど好ましい。
【００３１】
管状誘電体３の内径Ｒは、内部電極４の外径ｄを勘案して適宜決定される。内径Ｒは、後述する距離ｓを所望の範囲とするように決定される。
【００３２】
内部電極４は、管軸Ｏ１方向に延びる略円柱状の部材である。内部電極４は、管状誘電体３の内部に位置し、管状誘電体３の内面と離間している。
内部電極４は、管軸Ｏ１方向に延びる軸部と、軸部の外周面のねじ山とを備える。軸部は、中実でもよいし、中空でもよい。軸部は中実が好ましい。軸部が中実であれば、加工が容易であり、かつ機械的な耐久性を高められる。内部電極４のねじ山は、軸部の周方向に周回する螺旋状のねじ山である。内部電極４の形態は、雄ねじと同様の形態である。
内部電極４は、外周面にねじ山を有することで、ねじ山先端部の電界が局所的に強くなり、放電開始電圧が低くなる。このため、低電力でプラズマを生成し、維持できる。
なお、内部電極４は、外周面にねじ山等の凹凸を有しなくてもよい。即ち、内部電極４は、外周面に凹凸を有しない円柱の部材でもよい。
【００３３】
内部電極４の外径ｄは、プラズマ式治療装置１００の用途（即ち、照射器具１０の大きさ）等を勘案して、適宜決定される。プラズマ式治療装置１００が口腔内用治療器具である場合、外径ｄは、０．５〜２０ｍｍが好ましく、１〜１０ｍｍがより好ましい。外径ｄが上記下限値以上であれば、内部電極を容易に製造できる。加えて、外径ｄが上記下限値以上であれば、表面積が大きくなり、プラズマをより効率的に発生して、治癒等をより促進できる。外径ｄが上記上限値以下であれば、照射器具１０を過度に大きくすることなく、プラズマをより効率的に発生し、治癒等をより促進できる。
【００３４】
内部電極４のねじ山の高さｈは、内部電極４の外径ｄを勘案して適宜決定できる。
内部電極４のねじ山のピッチｐは、内部電極４の長さや外径ｄ等を勘案して適宜決定できる。ピッチｐは、０．２〜３．０ｍｍが好ましく、０．２〜２．５ｍｍがより好ましく、０．２〜２．０ｍｍがさらに好ましい。
【００３５】
内部電極４の材料は、導電材であれば特に限定されず、公知のプラズマ装置の電極に使用される金属が適用できる。内部電極４の材料としては、ステンレス、銅、タングステン等の金属：及びカーボン等が挙げられる。
【００３６】
内部電極４としては、ＪＩＳ  Ｂ  ０２０５：２００１のメートルねじの規格品（Ｍ２、Ｍ２．２、Ｍ２．５、Ｍ３、Ｍ３．５等）、ＪＩＳ  Ｂ  ２０１６：１９８７のメートル台形ねじの規格品（Ｔｒ８×１．５、Ｔｒ９×２、Ｔｒ９×１．５等）、ＪＩＳ  Ｂ  ０２０６：１９７３のユニファイ並目ねじの規格品（Ｎｏ．１−６４ＵＮＣ、Ｎｏ．２−５６ＵＮＣ、Ｎｏ．３−４８ＵＮＣ等）等と同等の仕様が好ましい。これらの規格品と同等の仕様であれば、コスト面で優位である。
【００３７】
内部電極４の外面（ねじ山の頂点）と管状誘電体３の内面との距離ｓは、０．０５〜５ｍｍが好ましく、０．１〜１ｍｍがより好ましい。距離ｓが上記下限値以上であれば、所望量のガスを容易に通流できる。距離ｓが上記上限値以下であれば、プラズマをより効率的に発生させ、活性ガスの温度をより低くできる。
【００３８】
外部電極５は、管状誘電体３の外周面に沿って周回する環状の電極である。外部電極５は、管状誘電体３の外周面の一部に存在する。
【００３９】
外部電極５の材料は、導電材であれば特に限定されず、公知のプラズマ装置の電極に使用される金属が適用できる。外部電極５の材料としては、ステンレス、銅、タングステン等の金属及びカーボン等が挙げられる。
【００４０】
内部電極４の先端中心点Ｑ１からヘッド部２ａの先端Ｑ２までの距離Ｌ１と、先端Ｑ２から吐出口１ａまでの距離Ｌ２との合計（即ち、内部電極４から吐出口１ａまでの道のり）は、プラズマ式治療装置１００の大きさや、活性ガスが照射された面（被照射体の表面）における温度等を勘案して適宜決定される。距離Ｌ１と距離Ｌ２の合計が長ければ、被照射体表面の温度をより低くできる。距離Ｌ１と距離Ｌ２の合計が短ければ、活性ガスのラジカル密度をより高めて、被照射体表面における清浄化、賦活化、治癒等の効果をより高められる。なお、先端Ｑ２は、管軸Ｏ１と管軸Ｏ２との交点である。
被照射面の温度は、例えば、熱電対やサーモグラフィ等により測定される。
【００４１】
操作スイッチ９は、使用者が操作することによって、ノズル１からの活性ガスの吐出を開始するための電気信号を発信する。
操作スイッチ９は、例えば、押釦である。操作スイッチ９が押釦である場合、操作スイッチ９は、使用者が押釦を１回押したときに電気信号を１回だけ発信する構成を有してもよく、使用者が押釦を押し続けている間、電気信号を発信し続ける構成を有してもよい。
【００４２】
（供給ユニット）
図４は、本実施形態のプラズマ式治療装置（活性ガス照射装置）１００の概略構成を示すブロック図である。
供給ユニット２０は、ガスの供給源７０と、制御部９０と、図視略の給電部と、これらを収容する筐体２１とを備える。
筐体２１は、供給源７０を離脱可能に収容する。これにより、筐体２１に収容された供給源７０内のガスがなくなったとき、供給源７０を交換できる。
本実施形態においては、供給ユニット２０を複数設けて、異種あるいは同種のガス２種以上を照射器具１０に供給しても良い。
【００４３】
図視略の給電部は、照射器具１０の操作スイッチ９、プラズマ発生部１２、及び供給ユニット２０内の各構成要素に電気を供給する。
給電部は、プラズマ発生部１２の内部電極４と外部電極５との間に印加する電圧及び周波数を調節できる。
給電部は、例えば、１００Ｖの家庭用電源等の電源（図示略）と接続されている。
【００４４】
供給源７０は、プラズマ発生部１２にプラズマ発生用ガスを供給する。供給源７０は、内部にプラズマ発生用ガスが収容された耐圧容器である。図４に示すように、供給源７０は、筐体２１内に配置された配管７５に対して着脱可能に装着されている。配管７５は、供給源７０とガス管路３０とを接続している。
配管７５には、電磁弁７１、圧力レギュレータ７３、流量コントローラ７４及び圧力センサ７２（残量センサ）が取り付けられている。
【００４５】
電磁弁７１が開状態となると、供給源７０から配管７５及びガス管路３０を介して照射器具１０にプラズマ発生用ガスが供給される。図示例では、電磁弁７１は、弁開度が調節できる構成ではなく、開閉の切り替えのみができる構成である。なお電磁弁７１は、弁開度が調節できる構成であってもよい。
【００４６】
圧力レギュレータ７３は、電磁弁７１と供給源７０との間に配置されている。圧力レギュレータ７３は、供給源７０から電磁弁７１に向かうプラズマ発生用ガスの圧力を低下（プラズマ発生用ガスを減圧）させる。
【００４７】
流量コントローラ７４は、電磁弁７１とガス管路３０との間に配置されている。流量コントローラ７４は、電磁弁７１を通過したプラズマ発生用ガスの流量（単位時間当たりの供給量）を調整する。流量コントローラ７４は、プラズマ発生用ガスの流量を、例えば３Ｌ／ｍｉｎに調整する。
流量コントローラ７４は、電磁弁７１とガス管路３０との間に配置される。流量コントローラ７４は、電磁弁７１を通過したプラズマ発生用ガスの流量（単位時間当たりの供給量）を調整する。流量コントローラ７４は、プラズマ発生用ガスの流量を、例えば３Ｌ／ｍｉｎに調整する。
【００４８】
圧力センサ７２は、供給源７０におけるプラズマ発生用ガスの残量Ｖ１を検出する。圧力センサ７２は、前記残量Ｖ１として、供給源７０内の圧力（残圧）を測定する。圧力センサ７２は、圧力レギュレータ７３と供給源７０との間（圧力レギュレータ７３よりも一次側）を通過するプラズマ発生用ガスの圧力（一次圧）を、供給源７０の圧力として測定する。圧力センサ７２としては、例えば、キーエンス社のＡＰ−Ｖ８０シリーズ（具体的には、例えばＡＰ−１５Ｓ）等を採用することができる。
【００４９】
配管７５の供給源７０側の端部には、継手７６が設けられている。継手７６には、供給源７０が着脱可能に装着されている。供給源７０を継手７６に着脱させることで、電磁弁７１、圧力レギュレータ７３、流量コントローラ７４及び圧力センサ７２（以下、「電磁弁７１等」という。）を筐体２１に固定したまま、供給源７０を交換することができる。
この場合、交換前の供給源７０、交換後の供給源７０のいずれについても共通の電磁弁７１等を使用することができる。なお電磁弁７１等は、供給源７０に固定され、供給源７０と一体的に筐体２１から離脱可能であってもよい。
【００５０】
制御部９０は、例えば、情報処理装置を用いて構成される。すなわち、制御部９０は、バスで接続されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）、メモリ及び補助記憶装置を備える。制御部９０は、プログラムを実行することによって動作する。制御部９０は、例えば、供給ユニット２０に内蔵されていてもよい。制御部９０は、照射器具１０、及び供給ユニット２０を制御する。
制御部９０には、電磁弁７１、圧力センサ７２、流量コントローラ７４、及び照射器具１０の操作スイッチ９が電気的に接続されている。
制御部９０は、電磁弁７１、及び流量コントローラ７４を制御する。
【００５１】
制御部９０には、照射器具１０の操作スイッチ９が電気配線４０を介して電気的に接続されている。使用者が操作スイッチ９を操作することによって、操作スイッチ９から制御部９０に電気信号が送られる。操作スイッチ９からの電気信号を制御部９０が受け付けると、制御部９０は、電磁弁７１、及び流量コントローラ７４を作動させる。
【００５２】
なお、詳細については後述のカートリッジとともに説明するが、本実施形態のプラズマ式治療装置１００に備えられる制御部９０は、カートリッジにおける開口部の開口面積に応じて、プラズマ又は活性ガスの流量を調整することにより、開口部から被照射体に向けて照射されるプラズマ又は活性ガスの流速を一定に制御する機能を有する。
【００５３】
操作スイッチ９が押釦であり、使用者が押釦を１回押したときに電気信号を１回だけ発信する場合は、制御部９０は、例えば、以下のように電磁弁７１、及び流量コントローラ７４を制御する。
操作スイッチ９からの電気信号を制御部９０が受け付けると、制御部９０が、電磁弁７１を所定時間、開放して電磁弁７１を通過したプラズマ発生用ガスの流量を流量コントローラ７４に調整させる。また、制御部９０が、内部電極４と外部電極５との間に電圧を所定時間、印加する。その結果、供給源７０からプラズマ発生部１２に一定量のプラズマ発生用ガスが供給され、ノズル１から活性ガスが所定時間（例えば、数秒から数十秒程度）、継続して吐出される。
【００５４】
操作スイッチ９が押釦であり、使用者が押釦を押し続けている間、電気信号を発信し続ける場合は、制御部９０は、例えば、以下のように電磁弁７１、流量コントローラ７４、及び図視略の給電部を制御する。
操作スイッチ９からの電気信号を制御部９０が受け付けている間、制御部９０が、電磁弁７１を開放して電磁弁７１を通過したプラズマ発生用ガスの流量を流量コントローラ７４に調整させる。また、制御部９０が、内部電極４と外部電極５との間に電圧を印加する。その結果、使用者が操作スイッチ９を押し続けている間、供給源７０からプラズマ発生部１２にプラズマ発生用ガスが供給され、ノズル１から活性ガスが継続して吐出される。
【００５５】
（ガス管路）
ガス管路３０は、供給ユニット２０から照射器具１０にプラズマ発生用ガスを供給する経路である。ガス管路３０は、照射器具１０の管状誘電体３の後端部に接続している。ガス管路３０の材料は特に制限はなく、公知のガス管に用いる材料を適用できる。ガス管路３０の材料としては、例えば、樹脂製の配管、ゴム製のチューブ等を例示でき、可撓性を有する材料が好ましい。
【００５６】
（電気配線）
電気配線４０は、供給ユニット２０の給電部から照射器具１０のプラズマ発生部１２に電気を供給する配線、及び照射器具１０の操作スイッチ９と供給ユニット２０の制御部９０とを電気的に接続する配線を備える。
電気配線４０は、照射器具１０の内部電極４、外部電極５及び操作スイッチ９に接続している。電気配線４０の材料は特に制限はなく、公知の電気配線に用いる材料を適用できる。電気配線４０の材料としては、絶縁材料で被覆した金属導線等を例示できる。
【００５７】
（カートリッジ）
本発明に係るプラズマ式治療装置においては、照射器具１０にカートリッジ６１が取り付けられている。図１及び図２に示す例においては、図７の破断図に拡大して示すような、開口部６１ａが備えられた先端側に向かうに従って内径が漸次拡大するホーン形状とされたカートリッジ６１が、ノズル１の先端に圧入するように、着脱可能に取り付けられている。
本実施形態におけるカートリッジは、例えば、洗浄して繰り返し使用できる構成であってもよく、あるいは、ディスポーザブルタイプのものであってもよい。カートリッジを洗浄する方法としては、例えば、エタノールによる洗浄の他、オートクレーブを用いた洗浄方法等が挙げられる。
【００５８】
ここで、図５，６の参考図を参照して、本発明に係るプラズマ式治療装置で用いられるカートリッジの作用について説明する。
図５の参考図に示すように、従来のプラズマ式治療装置においては、ノズル１から被照射体Ｈの表面に対してプラズマ又は活性ガスを直接照射するケースが多かった。また、この場合のプラズマ又は活性ガスの照射角度は、ノズル１の内径Ｗ１から求められる開口面積に依存する。図５中に示すように、直線的な流路を有するノズル１からプラズマ又は活性ガスを直接照射した場合には、照射幅がＷ２と狭く、ノズル１の内径Ｗ１に比べて大きな差は無い。このため、図６の参考図に示すように、照射範囲を広げて治療効果を向上させることを目的として、被照射体Ｈに対するプラズマ又は活性ガスの照射面積を拡大させるためのカートリッジ６０を用いることが考えられる。一方、上記のようなカートリッジを使用した場合、プラズマ又は活性ガスが吐出する開口面積が大きくなる。このため、プラズマ又は活性ガスの流量が一定である場合には、プラズマ又は活性ガスの流速が低くなる。本発明に係るプラズマ式治療装置は、被照射体Ｈに対するプラズマ又は活性ガスの照射範囲を拡大させるために、開口面積の大きなカートリッジを備えた場合においても、プラズマ又は活性ガスの流速を低下させることなく、簡便な操作で最適な照射条件を設定できる。
【００５９】
即ち、図７に示すカートリッジ６１は、被照射体Ｈに対して、ノズル１の吐出口１ａから吐出されるプラズマ又は活性ガスを、照射角度αを拡大させて、被照射体Ｈに対する照射面積を拡大させながら、開口部６１ａから被照射体Ｈに向けて照射する。このような、ホーン形状とされたカートリッジ６１を採用することで、プラズマ又は活性ガスがホーン形状の内壁に沿って拡散するので、被照射体Ｈに対する照射面積を効果的に拡大させながら、プラズマ又は活性ガスを被照射体Ｈに照射することが可能になる。これにより、被照射体Ｈの表面に対して、プラズマ又は活性ガスを広い面積で安定的に照射することが可能になり、治療効果の向上や効率化を図ることが可能になる。
【００６０】
上述したように、本実施形態のプラズマ式治療装置１００は、制御部９０が、カートリッジ６１における開口部６１ａの開口面積に応じて、プラズマ又は活性ガスの流量を調整することにより、開口部６１ａから被照射体Ｈに向けて照射されるプラズマ又は活性ガスの流速を一定に制御する。
具体的には、詳細な図示を省略するが、例えば、制御部９０が、カートリッジに備えられる開口部６１ａの開口面積に応じて、プラズマ又は活性ガスの流量を選択する図視略のボタン等の選択手段を有する構成を採用することができる。これにより、被照射体Ｈに対するプラズマ又は活性ガスの照射範囲（照射面積）を拡大するために、カートリッジの開口部における開口面積を大きく構成した場合においても、プラズマ又は活性ガスの流量を増量させることで、プラズマ又は活性ガスの流速を低下させることなく、最適な照射条件で治療を行うことが可能になる。即ち、寿命の短い活性種を含む活性ガス（及びプラズマ）を一定以上の流速で被照射体Ｈの表面の広い面積に照射し、所定の流量を確保することで、治療効果がより高められる。
【００６１】
ここで、上述した制御部９０において、プラズマ又は活性ガスの流量を調整する手段としては、上記のような選択ボタンを用いた構成には限定されない。例えば、照射器具１０において、さらに、カートリッジに備えられる開口部の開口面積情報を識別する図視略の識別手段を備え、制御部９０が、上記の識別手段によって識別された開口面積情報に基づき、プラズマ又は前記活性ガスの流量を調整する構成を採用してもよい。
具体的には、例えば、カートリッジに、開口部の開口面積情報によって異なる凹凸形状を設けるとともに、照射器具１０に図視略の切り替えレバーを設け、カートリッジの取付時に、カートリッジの凹凸形状によって切り替えレバーが適宜移動させられる構成を採用してもよい。この場合には、切り替えレバーによって切り替えられた開口面積情報が制御部９０に送信されることで、プラズマ又は活性ガスの流量が所定の流量に切り替えられ、一定以上の流速が維持される。
上記構成を採用することで、カートリッジを交換した際に、選択ボタン等による流量の切り替え操作を省略できるので、操作性に優れたプラズマ式治療装置が実現できる。
【００６２】
あるいは、例えば、カートリッジに、開口部の開口面積情報を識別する図視略のマイクロチップを埋め込み、照射器具１０に図視略の読み取り手段を設け、カートリッジの取付時、マイクロチップに記憶された開口面積情報を読み取り手段で識別する構成を採用してもよい。この場合には、照射器具１０の読み取り手段で読み取られた開口面積情報が制御部９０に送信され、プラズマ又は活性ガスの流量が所定の流量に切り替えられることで、一定以上の流速が維持される。
あるいは、上記のマイクロチップによる識別手段に代えて、例えば、バーコード等による識別手段を採用しても構わない。
【００６３】
ここで、本実施形態において説明するプラズマ又は活性ガスの流速の好ましい範囲としては、治療対象の部位の大きさや疾患の種類等に応じて適宜設定することができるが、例えば、概ね、１０ｍ／ｓｅｃ〜２００ｍ／ｓｅｃ程度の流速である。
【００６４】
なお、カートリッジの形状は、図７に示したホーン形状のものには限定されない。
例えば、図８に示す例のカートリッジ６２のように、開口部６２ａが、先端面に設けられた複数の開口孔６２ｂを有するシャワー形状とされたものであってもよい。上記のような複数の開口孔６２ｂからなる開口部６２ａが備えられたシャワー形状のカートリッジ６２を採用することで、開口孔６２ｂの数量に応じて全体的な開口面積が増加するので、被照射体Ｈに対する照射面積を効果的に拡大させながら、プラズマ又は活性ガスを開口部６２ａから被照射体に向けて照射することが可能になる。
【００６５】
また、図９に示す例のカートリッジ６３のように、開口部６３ａが、先端面に設けられた複数の開口孔６３ｂと、この複数の開口孔６３ｂと連通するように設けられ、複数の開口孔６３ｂにプラズマ又は活性ガスを供給する拡大流路６３ｃとを有する構成を採用してもよい。図９に示すカートリッジ６３をノズル１に取り付けることにより、ノズル１の吐出口１ａから吐出されるプラズマ又は活性ガスは、まず、拡大流路６３ｃに導入される。そして、拡大流路６３ｃに導入されたプラズマ又は活性ガスは、拡大流路６３ｃから複数の開口孔６３ｂに流入した後、これら複数の開口孔６３ｂの各々から被照射体Ｈに向けて照射される。この際、開口孔６３ｂの数量に応じて全体的な開口面積が増加するので、被照射体Ｈに対する照射面積を効果的に拡大させながら、プラズマ又は活性ガスを開口部６３ａから被照射体Ｈに向けて照射することが可能になる。図９に示す例においては、複数の開口孔６３ｂの各々からプラズマ又は活性ガスが吐出され、被照射体Ｈの表面の広い範囲に照射される。
【００６６】
また、図１１に示す例のカートリッジ６４のように、開口部６４ａが、外周面６４Ａに設けられた複数の開口孔６４ｂと、複数の開口孔６４ｂと連通するように設けられ、複数の開口孔６４ｂにプラズマ又は活性ガスを導入する拡大流路６４ｃとを有する構成を採用してもよい。図１１中においては詳細な図示を省略しているが、複数の開口孔６４ｂは、外周面６４Ａの全面にわたって設けられている。
【００６７】
図１１に示すカートリッジ６４をノズル１に取り付けることにより、ノズル１の吐出口１ａから吐出されるプラズマ又は活性ガスは、まず、拡大流路６４ｃに導入される。そして、拡大流路６４ｃに導入されたプラズマ又は活性ガスは、拡大流路６４ｃから複数の開口孔６４ｂに流入した後、これら複数の開口孔６４ｂの各々から、外周面６４Ａの周囲のほぼ３６０°にわたって照射される。このような構成のカートリッジ６４を使用して、例えば、口腔内の治療を行った場合には、口腔内の皮膚の広い範囲に向けてプラズマ又は活性ガスを照射することが可能になる。
【００６８】
［プラズマ式治療装置の使用方法］
次に、プラズマ式治療装置１００の使用方法について説明する。
例えば、医師等の使用者は、照射器具１０を持って移動させ、ノズル１を後述する被照射体に向ける。この状態で操作スイッチ９を押し、供給ユニット２０の供給源７０からガス管路３０を介して照射器具１０のプラズマ発生部１２にプラズマ発生用ガスを供給し、供給ユニット２０から照射器具１０のプラズマ発生部１２に電気を供給する。
プラズマ発生部１２に供給したプラズマ発生用ガスは、管状誘電体３の後端部から管状誘電体３の内空部に流入する。プラズマ発生用ガスは、電圧を印加した内部電極４と外部電極５とが対向する位置において電離し、プラズマになる。
【００６９】
本実施形態においては、内部電極４と外部電極５とが、プラズマ発生用ガスの流れる方向と直交する向きに対向している。内部電極４の外周面と外部電極５の内周面とが対向する位置で発生したプラズマは、ガス流路６と、第一の活性ガス流路７と、第二の活性ガス流路８とをこの順に通流する。この間、プラズマは、ガス組成を変化しつつ通流し、ラジカル等の活性種を含む活性ガスとなる。
【００７０】
上記のように生じた活性ガスは、ノズル１の吐出口１ａから吐出される。吐出された活性ガスは、吐出口１ａ近傍の気体の一部をさらに活性化して活性種を生成する。これらの活性種を含む活性ガスを被照射体に照射する。
【００７１】
被照射体としては、例えば、細胞、生体組織、生物個体等を例示できる。
生体組織としては、各器官（内臓）、体表や体腔の内面を覆う上皮組織、歯周組織（歯肉、歯槽骨、歯根膜、セメント質等）、歯、骨等を例示できる。活性ガスの照射によって処理可能な疾患及び症状としては、例えば、歯肉炎、歯周病等の口腔内の疾患、皮膚の創傷等を例示できる。
生物個体としては、哺乳類（ヒト、犬、猫、豚等）、鳥類、魚類等を例示できる。
【００７２】
プラズマ発生用ガスとしては、例えば、希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン等）、窒素、空気、酸素等を例示できる。これらのガスは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
プラズマ発生用ガスは、窒素を主成分とすることが好ましい。本実施形態において、窒素を主成分とするとは、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量が５０体積％超であることをいう。
即ち、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量は、５０体積％超が好ましく、７０体積％以上がさらに好ましく、８０〜１００質量％がさらに好ましく、９０〜１００質量％が特に好ましい。プラズマ発生用ガス中の窒素以外のガス成分としては、例えば、酸素、希ガス等を例示できる。
【００７３】
プラズマ式治療装置１００が口腔内用治療器具である場合、管状誘電体３に導入するプラズマ発生用ガスの酸素濃度は、１体積％以下が好ましい。酸素濃度が上限値以下であると、オゾンの発生を低減できる。
【００７４】
管状誘電体３に導入するプラズマ発生用ガスの流量は、１〜１０Ｌ／ｍｉｎが好ましい。管状誘電体３に導入するプラズマ発生用ガスの流量が上記下限値以上であると、被照射体における被照射面の温度の上昇を抑制しやすい。プラズマ発生用ガスの流量が上記上限値以下であると、被照射体の清浄化、賦活化又は治癒をさらに促進できる。
【００７５】
内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧は、５ｋＶｐｐ以上２０ｋＶｐｐ以下が好ましい。ここで、交流電圧を表す単位「Ｖｐｐ（Ｖｏｌｔ  ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）」は、交流電圧波形の最高値と最低値との電位差である。
なお、内部電極４が外周面に凹凸を有しない円柱の部材である場合、内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧は、１０ｋＶｐｐ以上が好ましい。外周面に凹凸を有さない内部電極４を用いる場合、外周面に凹凸を有する内部電極４を用いる場合に比べて、内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧を高める必要がある。
印加する交流電圧が上記上限値以下であると、発生するプラズマの温度を低く抑えられる。印加する交流電圧が上記下限値以上であると、さらに効率的にプラズマを発生できる。
【００７６】
内部電極４と外部電極５との間に印加する交流の周波数は、０．５ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ未満が好ましく、１ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ未満がより好ましく、２ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ未満がさらに好ましく、３ｋＨｚ以上９ｋＨｚ未満が特に好ましく、４ｋＨｚ以上８ｋＨｚ未満が最も好ましい。交流の周波数が上記上限値以下であると、発生するプラズマの温度を低く抑えられる。交流の周波数が上記下限値以上であると、さらに効率的にプラズマを発生できる。
【００７７】
ノズル１の吐出口１ａから照射する活性ガスの温度は、５０℃以下が好ましく、４５℃以下がより好ましく、４０℃以下がさらに好ましい。ノズル１の吐出口１ａから照射する活性ガスの温度が上記上限値以下であると、被照射面の温度を４０℃以下にしやすい。被照射面の温度を４０℃以下にすることで、被照射部分が患部である場合にも、患部への刺激を低減できる。ノズル１の吐出口１ａから照射する活性ガスの温度の下限値は、特に制限はなく、例えば、１０℃である。活性ガスの温度は、吐出口１ａにおける活性ガスの温度を熱電対で測定した値である。
【００７８】
吐出口１ａから被照射体の表面までの距離（照射距離）は、例えば、１．０〜１０ｍｍの範囲とすることが好ましい。照射距離が上記下限値以上であると、被照射体表面の温度を低くし、被照射体への刺激をさらに緩和できる。照射距離が上記上限値以下であると、治癒等の効果をさらに高められる。
【００７９】
吐出口１ａから１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の距離で離れた位置の被照射体表面の温度は、４０℃以下が好ましい。被照射体表面の温度が４０℃以下であると、被照射体表面への刺激を低減できる。被照射体表面の温度の下限値は特に制限はないが、例えば１０℃である。
被照射体表面の温度は、内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧、照射する活性ガスの吐出量、内部電極４の先端中心点Ｑ１から吐出口１ａまでの道のり等の組み合わせによっても調節できる。被照射体表面の温度は、熱電対を用いて測定できる。
【００８０】
活性ガスに含まれる活性種としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等を例示できる。活性ガスに含まれる活性種の種類は、例えば、プラズマ発生用ガスの種類等によって調節できる。
【００８１】
活性ガス中におけるヒドロキシルラジカルの密度（ラジカル密度）は、０．１〜３００μｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．１〜１００μｍｏｌ／Ｌがより好ましく、０．１〜５０μｍｏｌ／Ｌがさらに好ましい。ラジカル密度が上記下限値以上であると、細胞、生体組織及び生物個体から選ばれる被照射体の清浄化、賦活化又は異常の治癒を促進しやすい。ラジカル密度が上記上限値以下であると、被照射体表面への刺激を低減できる。
【００８２】
ラジカル密度は、例えば、以下の方法で測定できる。
ＤＭＰＯ（５，５−ジメチル−１−ピロリン−Ｎ−オキシド）０．２ｍｏｌ／Ｌ溶液０．２ｍＬに対して、活性ガスを３０秒間照射する。この際、吐出口１ａから液面までの距離を５．０ｍｍとする。活性ガスを照射した溶液について、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）法を利用してヒドロキシルラジカル濃度を測定し、これをラジカル密度とする。
【００８３】
活性ガス中における一重項酸素の密度（一重項酸素密度）は、０．１〜３００μｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．１〜１００μｍｏｌ／Ｌがより好ましく、０．１〜５０μｍｏｌ／Ｌがさらに好ましい。一重項酸素密度が上記下限値以上であると、細胞、生体組織及び生物個体等の被照射体の清浄化、賦活化又は異常の治癒を促進しやすい。上記上限値以下であると、被照射体表面への刺激を低減できる。
【００８４】
一重項酸素密度は、例えば、以下の方法で測定できる。
ＴＰＣ（２，２，５，５−テトラメチル−３−ピロリン−３−カルボキサミド）０．１ｍｏｌ／Ｌ溶液０．４ｍＬに対して、活性ガスを３０秒間照射する。この際、吐出口１ａから液面までの距離を５．０ｍｍとする。活性ガスを照射した溶液について、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）法を利用して一重項酸素濃度を測定し、これを一重項酸素密度とする。
【００８５】
吐出口１ａから吐出する活性ガスの流量は、１〜１０Ｌ／ｍｉｎが好ましい。
吐出口１ａから吐出する活性ガスの流量が上記下限値以上であると、活性ガスが被照射体表面に作用する効果を充分に高められる。吐出口１ａから吐出する活性ガスの流量が上記上限値以下であると、活性ガスの被照射体表面の温度が過度に高まることを防止できる。加えて、被照射体表面が濡れている場合には、被照射体表面の急速な乾燥を防止できる。さらに、被照射体表面が患部である場合には、患者への刺激を抑制できる。プラズマ式治療装置１００において、吐出口１ａから吐出する活性ガスの流量は、管状誘電体３へのプラズマ発生用ガスの供給量で調節できる。
また、本発明に係るプラズマ式治療装置においては、上記の活性ガスの流量は、カートリッジにおける開口部の開口面積も勘案しながら調節する。
【００８６】
プラズマ式治療装置１００によって生じる活性ガスは、外傷や異常の治癒を促進する効果を有する。活性ガスを細胞、生体組織又は生物個体に照射することによって、その被照射部分の清浄化、賦活化、又はその被照射部分の治癒を促進できる。
【００８７】
外傷や異常の治癒を促進する目的で活性ガスを照射する場合、その照射頻度、照射回数及び照射期間は特に制限はない。例えば、１〜５．０Ｌ／ｍｉｎの照射量で活性ガスを患部に照射する場合、１日１〜５回、毎回１０秒〜１０分、１〜３０日間、等の照射条件が、治癒を促進する観点から好ましい。
【００８８】
本実施形態のプラズマ式治療装置１００は、特に口腔内用治療器具、歯科用治療器具として有用である。また、本実施形態のプラズマ式治療装置１００は、動物治療用器具としても好適である。
【００８９】
［作用効果］
以上説明したような、本実施形態のプラズマ式治療装置１００によれば、上記構成を採用することにより、被照射体Ｈに対するプラズマ又は活性ガスの照射面積を拡大させるために、開口面積の大きなカートリッジを備えた場合においても、プラズマ又は活性ガスの流速を低下させることなく、簡便な操作で最適な照射条件を設定して治療を行うことが可能になる。従って、創傷の治癒等の効果が高められ、且つ、操作性に優れたたプラズマ式治療装置が実現できる。
【００９０】
＜第２の実施形態＞
以下に、本発明に係る第２の実施形態のプラズマ式治療装置の詳細な構成について、主に図１０を参照しながら説明する（図１等も適宜参照）。
本実施形態で説明するプラズマ式治療装置も、活性ガス式照射装置である。
また、本実施形態においては、上述した第１の実施形態のプラズマ式治療装置１００と同じ構成については、同じ符号を付して説明するとともに、その詳しい説明を省略する。
【００９１】
本実施形態のプラズマ式治療装置は、上記のような、開口面積が一定とされた開口部を有するカートリッジに代えて、開口面積が切り替え可能（可変）とされたカートリッジ８０が照射器具１０に取り付けられている点で、第１の実施形態のプラズマ式治療装置１００とは異なる。また、本実施形態のプラズマ式治療装置は、制御部９０が、カートリッジ８０における開口面積の切り替え操作に応じて、プラズマ又は活性ガスの流量を調整するように構成されている点でも、第１の実施形態のプラズマ式治療装置１００とは異なり、その他の構成については、プラズマ式治療装置１００と概略共通である。
【００９２】
図１０に示すように、本実施形態のプラズマ式治療装置に備えられるカートリッジ８０は、開口部８１の開口面積を切り替える、以下に詳述するような切り替え手段を有している。そして、本実施形態では、制御部９０が、カートリッジ８０において切り替えられる開口部８１の開口面積に応じて、プラズマ又は活性ガスの流量を調整できるように構成されている。
【００９３】
具体的には、図１０に示すカートリッジ８０は、開口部８１が、カートリッジ８０の軸方向で回転可能に設けられ、且つ、複数の第１開口孔８２ａを有する外盤８２と、この外盤８２よりもプラズマ又は活性ガスの流れ方向における上流側に、カートリッジ８０の内壁側に固定して設けられ、且つ、複数の第２開口孔８３ａを有する内盤８３とから構成される。また、外盤８２と内盤８３とは、互いに隣接するように配置される。そして、カートリッジ８０は、上記の外盤８２を回転させたとき、この外盤８２に設けられた第１開口孔８２ａと、内盤８３に設けられた第２開口孔８３ａとが連通するか、あるいは、外盤８２における第１開口孔８２ａが形成されていない領域によって、内盤８３における第２開口孔８３ａの少なくとも一部が塞がれることにより、開口部８１の開口面積を切り替えることが可能な構成とされている。即ち、本実施形態においては、開口部８１を構成する外盤８２と内盤８３とで、開口面積の切り替え手段が構成される。
図１０に示す例においては、複数の第１開口孔８２ａの各々からプラズマ又は活性ガスが吐出され、被照射体Ｈの表面の広い範囲に照射される。
【００９４】
そして、本実施形態においては、カートリッジ８０が、さらに、外盤８２の回転位置を検出する図視略の回転位置検出手段を備えた構成とすることができる。本実施形態のプラズマ式治療装置は、この回転位置検出手段が、外盤８２を回転させて開口部８１の開口面積を切り替えたときに、外盤８２の位置情報を制御部９０に送信する。そして、制御部９０は、外盤８２の位置情報に基づき、開口部８１における開口面積を算出し、この算出結果に基づき、プラズマ又は活性ガスの流量を調整する。
【００９５】
外盤８２の回転位置検出手段としては、例えば、ＬＥＤやホール素子を用いた光検出による手段の他、磁気センサによる磁気検出による手段や、小型の接点スイッチ等を用いた手段等を何ら制限無く採用することができる。
【００９６】
本実施形態のプラズマ式治療装置によれば、回転可能な外盤８２と、固定状態の内盤８３とが重なる位置の関係に応じて、第１開口孔８２ａ及び第２開口孔８３ａによる開口面積が変化することにより、カートリッジ８０における開口部８１の開口面積を所望の面積に設定することができる。そして、カートリッジ８０に設けられた回転位置検出手段から、外盤８２の回転位置情報を制御部９０に送信することにより、制御部９０においてプラズマ又は活性ガスの流量を調整し、カートリッジ８０の開口部８１から被照射体Ｈに向けて照射されるプラズマ又は活性ガスの流速を均一に制御することが可能になる。
従って、本実施形態のプラズマ式治療装置によれば、第１の実施形態のプラズマ式治療装置１００と同様、被照射体Ｈに対するプラズマ又は活性ガスの照射面積を拡大させながら、プラズマ又は活性ガスの流速を低下させることなく、最適な照射条件で効果的な治療を行うことが可能になる。
【００９７】
また、本実施形態のプラズマ式治療装置によれば、上記構成のカートリッジ８０を備えることにより、カートリッジを交換することなく、１種類のカートリッジのみで各種の開口面積に調整することができるので、取扱性に優れ、ひいては装置の運転コストの低減も可能になる。
【００９８】
なお、図１０中では図示を省略しているが、本実施形態のプラズマ式治療装置においては、例えば、カートリッジ８０が、さらに、外盤８２を電気的又は機械的に回転させることで開口部８１の開口面積を切り替える図視略の切り替え機構を備え、図２に示す照射器具２が、上記の切り替え機構によって切り替えられる開口部８１の開口面積を設定するための図視略の開口面積設定手段を備える構成を採用してもよい。また、図視略の開口面積設定手段は、ノズル１に設けられていてもよい。
【００９９】
外盤８２を電気的に回転させる切り替え機構としては、例えば、小型モータや電磁バルブ等が挙げられる。このような構成を採用した場合、例えば、ボタンスイッチや回転スイッチ等から構成される開口面積設定手段を操作することで、この操作信号が制御部９０に送信され、制御部９０が図視略の切り替え機構の回転制御を行う。この切り替え機構の回転に伴って外盤８２が回転することにより、外盤８２の回転位置を所望の位置に設定し、開口部８１の開口面積を所望の面積に設定できる。
【０１００】
また、外盤８２を機械的に回転させる切り替え機構としては、例えば、上記の開口面積設定手段と歯車やカム機構等で連結された機構等が挙げられる。このような構成を採用した場合、例えば、回転つまみ等から構成される開口面積設定手段を操作することで、この操作に連動して切り替え機構が回転し、これに伴って外盤８２が回転する。これにより、外盤８２の回転位置を所望の位置に設定し、開口部８１の開口面積を所望の面積に設定できる。
【０１０１】
＜他の実施形態＞
なお、本発明のプラズマ式治療装置は、プラズマ発生部と、プラズマ及び活性ガスのいずれか一方又は両方を吐出するノズルを有する照射器具と、ノズルの先端に取り付けられるカートリッジとを備えたものであればよく、上記の実施形態には限定されない。
【０１０２】
例えば、図視略の給電部は、供給ユニット２０の筐体２１の内部に設けられていればよいが、供給ユニット２０から独立して設けられてもよい。
図示例では、制御部９０は、供給ユニット２０の筐体２１の内部に設けられているが、供給ユニット２０から独立して設けられてもよい。
また、図示例では、供給ユニット２０は１つのみ設けられているが、供給ユニットを複数設け、異種又は同種のガスの２種以上を照射器具１０に供給する構成を採用してもよい。
また、図示例では、カートリッジ６１等はノズル１に取り付けられているが、例えば、カウリング２に取り付けられていてもよい。
【０１０３】
また、操作スイッチ９が、上記の実施形態と異なってもよい。例えば、照射器具１０に操作スイッチ９を設けることに代えて、供給ユニット２０に足踏みペダルを設けてもよい。この場合、足踏みペダルを操作部とし、例えば、使用者が足踏みペダルを踏んだときに、供給源７０からプラズマ発生用ガスをプラズマ発生部１２に供給する構成を採用すること等ができる。
【０１０４】
上記の実施形態では、内部電極４の形状はねじ状であるが、内部電極と外部電極との間にプラズマを発生できれば、内部電極の形状は限定されない。
内部電極は、表面に凹凸を有してもよいし、表面に凹凸を有しなくてもよい。内部電極としては、外周面に凹凸を有する形状が好ましい。
内部電極の形状は、例えば、コイル状でもよいし、外周面に突起、穴、貫通孔が複数形成された棒形状又は筒形状でもよい。内部電極の断面形状としては、例えば、真円形、楕円形等の円形、四角形、六角形等の多角形を例示できる。
【０１０５】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記の実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明のプラズマ式治療装置は、プラズマの効果をさらに高められる。このため、本発明のプラズマ式治療装置は、医療用治療器具又はヒトを除く動物治療用器具として好適である。
本発明の治療装置を用いた治療方法は、生体組織の治癒促進にも有効である。本発明の治療装置を用いた治療方法は、ヒトのみならず、ヒトを除く動物の治療にも有効である。
【符号の説明】
【０１０７】
１…ノズル
１ａ…吐出口
３…管状誘電体（プラズマ発生部）
４…内部電極（プラズマ発生部）
５…外部電極（プラズマ発生部）
９…操作スイッチ
１０…照射器具
１２…プラズマ発生部
６０，６１，６２，６３，６４，８０…カートリッジ
６０ａ，６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａ、８１…開口部
６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ…複数の開口孔
９０…制御部
１００…プラズマ式治療装置（活性ガス照射装置）
Ｈ…被照射体
α…照射角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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