(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非熱気相化学種の流れを生成するための装置において、
気体を加圧下に保持し、気体を放出させて反応生成器を通る気体の流れを形成するための気体カプセルと、
前記カプセルから放出された気体がエネルギーを印加されて前記気相化学種を生成することのできる反応生成器と、
電気エネルギーの供給源と、
前記気相化学種を形成するために前記反応生成器の中の気体にエネルギーを印加するための、前記電気エネルギーの供給源に電気的に接続されているエネルギー印加手段と、
前記気体カプセルと、前記反応生成器と、前記電気エネルギーの供給源と、前記エネルギー印加手段を収納するための筺体とを備えており、
前記装置は、使用者が手で保持し操作することができて、気相化学種の流れを対象物又は人間や動物の身体の治療領域を治療するように方向決めできるような寸法と重量を有しており、
前記装置は、前記気体の流れを形成するため前記気体カプセルから気体を選択的に放出させるための制御部を備えており、
前記制御部は、前記エネルギー印加手段の起動を制御するため当該エネルギー印加手段に作動的に接続されており、
前記気体カプセルから放出された気体の流れを感知するためのセンサーを備えており、前記制御部は、前記気体の流れが所定の質量流量又は体積流量を超えた場合に限って前記エネルギー印加手段の起動を許容する、装置。
【請求項２】
前記反応生成器への制御された放出のために、気体を前記気体カプセルからオリフィス板を通して放出進入させる膨張室を備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記気体カプセルと前記反応生成器の間の気体の流れを調整するための流れ調整器を備えている、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記エネルギー印加手段は、前記反応生成器に電界を生成するための少なくとも１つの電極と、前記少なくとも１つの電極を駆動するための電気信号を生成するための信号生成器と、を備えている、請求項１乃至３の何れか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記信号生成器は、パルスＤＣ信号又はＡＣ信号を生成する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記信号生成器は、デューティーサイクルが１０％未満になるように当該電極又は電極のそれぞれにエネルギーを提供させる、低デューティーサイクル信号を生成するように構成されている、請求項４又は５に記載の装置。
【請求項７】
前記電極のうち少なくとも１つは、アーク放電を低減するために、誘電体によって前記反応生成器の中の気体から絶縁されている、請求項４乃至６の何れか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記エネルギー印加手段は、少なくとも２つの電極を備えており、前記反応生成器は、非熱プラズマを生成するように配設されており、前記電極のうち１つは、前記反応生成器の周囲に沿って形成されていて、前記電極のうち１つは、前記反応生成器の中へ延びるプローブによって提供されている、請求項４乃至７の何れか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記装置は、人間や動物の身体の口腔内領域に、歯の漂白や洗浄による治療を施すように適合されている、請求項１乃至８の何れか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記化学種は、非熱気相プラズマである、請求項１乃至９の何れか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は、４０℃未満の温度の非熱プラズマを生成するように構成されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記反応室からの化学種を搬送し、当該化学種を治療領域に浴びせるための、前記筺体に接続できるアプリケーターを備えている、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記アプリケーターは、前記装置を使用している人物の口腔開口部の中へ挿入するように構成されているデジタル端を有している、請求項１乃至１２の何れか１項に記載の装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１項に記載の非熱プラズマを生成するための装置と、補給ユニットと、を備えている器械において、前記補給ユニットが、
前記装置の前記気体カプセルに気体を供給するために気体を収容している補給用圧力容器、及び／又は、
前記装置の中の前記電気エネルギーの供給源を再充電するための再充電手段、を備えている、器械。
【請求項１５】
前記気体カプセルは、１０ｍｌ乃至１００ｍｌの範囲の内部容積を有している、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記気体カプセルの中には、少なくとも６０バールの圧力で気体が貯蔵されている、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記電気エネルギーの供給源は、１つ又はそれ以上の再充電可能なバッテリーである、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非熱気体プラズマの様な気相化学種を生成するための装置、及び当該装置と補給ユニットとを備えた器械に関する。
【背景技術】
【０００２】
非熱気体プラズマ（「非平衡」気体プラズマとも呼ばれる）を生成するためのシステムは以前より知られ、工業、歯科、医療、美容、及び獣医学の分野など、数多くの分野で、人間や動物の身体の治療に効用がある。非熱気体プラズマ生成は、血液の凝固、洗浄、滅菌、及び表面からの汚染物除去、消毒、組織の再結合、及び組織障害の治療を、深刻な熱性組織損傷を引き起こすことなしに促進するために採用することができる。プラズマそのものが治療対象の表面に浴びせられることあれば、表面に浴びせられる反応性又は被改質気相化学種の前駆体の役目を果たすこともある。
【０００３】
知られている気体プラズマ生成器は、概して、比較的大きな基板を処理又は機能化するための相当大きな寸法の工業用システムであるか、重々しい気体シリンダーが気体ラインによって手持ち部品に接続されている基本ユニットを備えた小型のシステムかの何れかである。また、上記システムは、電源ケーブルによって手持ち部品に接続されている電源ユニットを備えていることもある。これらのシステムは、従って、家庭内又は手術時に使用するにはあまり適していない。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、非熱気相化学種の流れを生成するための装置であって、気体を加圧下に保持し、気体を放出させて反応生成器への気体の流れを形成するための気体カプセルと、カプセルから放出された気体がエネルギーを印加されて前記気相化学種を生成することのできる反応生成器と、電気エネルギーの供給源と、前記気相化学種を形成するために前記反応生成器の中の気体にエネルギーを印加するための、電気エネルギーの供給源に電気的に接続されているエネルギー印加手段と、気体カプセルと反応生成器と電気エネルギーの供給源とエネルギー印加手段を収容するための筺体と、を備えている装置において、使用者が手で保持し操作することができて、気相化学種の流れを、対象物又は人間や動物の身体の治療領域を治療するように方向決めできるような寸法と重量を有している装置を提供している。
【０００５】
生成される化学種は、４０℃未満の温度の非熱プラズマであってもよい。この場合、エネルギー印加手段は、プラズマ生成器の中でプラズマを生成するように適合されている。
前記気体の流れを形成するため気体カプセルから気体を選択的に放出させるために制御部が提供されていてもよい。前記制御部は、更に、電極のエネルギー印加を制御するため前記エネルギー印加手段に作動的に接続されていてもよい。気体カプセルから放出された気体の流れを感知するためのセンサーが提供されていてもよく、その場合、前記制御部は、前記気体の流れが所定の質量流量又は体積流量を超えた場合に限ってエネルギー印加手段の起動を許容する。制御部は、前記反応生成器への気体の流れやエネルギー印加手段の起動を生じさせるために使用者が操作できる手動操作式のボタン又はスイッチの様な使用者入力手段を備えていてもよい。
【０００６】
筺体は、気体カプセルが前記気体流れを形成するため気体を放出させるべく作動できるように、当該筺体の中に前記気体カプセルを配置するための手段を備えていてもよく、前記配置手段は、前記気体カプセルを筺体から取り外し、交換用の前記気体カプセルを前記配置手段によって前記筺体の中に配置することができるように適合されている。前記配置手段が前記気体カプセルを前記筺体の中に配置すると、気体放出機構が気体カプセルから気体を放出させるために作動する。気体カプセルは、気体カプセルからの気体の放出を阻止するように付勢されているシュレーダー弁の様な圧力解放弁を備えていてもよく、そうすると前記圧力解放機構は、気体カプセルから気体を放出させるために前記付勢に抗して前記圧力解放弁に働きかけるための手段を備えている。
【０００７】
筺体は、気体カプセルから放出された気体の流れを方向決めするため前記気体カプセルと反応生成器の間に延びる導管を備えることができる。流れ弁は、開いているときは前記気体が導管を通って気体カプセルから反応生成器へ流れるのを許容し、閉じているときは前記流れを妨げることができる。代替的又は追加的に、気体カプセルと反応生成器の間の気体の流れ及び／又は反応生成器からアプリケーターへの化学種の流れを調整するため、流れ調整器を設けることができる。このようにすれば、反応器室に進入してゆく気体の流れを制御して反応を起こさせることができ、装置から射出される化学種の流れを制御して治療を行わせることができる。
【０００８】
膨張室を設けて、オリフィス板を通して制御放出可能に気体カプセルから気体を放出させるようにすることもできる。膨張室は、気体カプセルからの流れ速度を弱める。
気体カプセルは、使用に先立ち、対象物又は人間や動物の身体の治療領域を当該治療領域への有益な効果を実現するのに十分な時間に亘って治療するべく化学種を生成するのに十分な量の気体を収容している。これについて、気体カプセルは、少なくとも２分間に亘ってプラズマを生成するのに十分な量の気体を収容していてもよい。治療領域（例えば口腔内の歯など）への有益な効果をもたらすのに十分な化学種の生成には、一般に、雰囲気圧で毎秒２分の１リットルの気体が必要になる。従って、気体カプセルの中には、雰囲気圧で最大４リットル等量の気体が少なくとも６０バールの圧力で貯蔵されていてもよい。気体カプセルの内部容積は、１０ｍｌ乃至１００ｍｌの範囲とすることができる。気体カプセルは、略円筒形で、大凡、長さ１００ｍｍ未満、直径３５ｍｍ未満とすることができる。
【０００９】
エネルギー印加手段は、前記反応生成器に電界を生成するための少なくとも１つの電極と、前記少なくとも１つの電極を駆動するための電気信号を生成するための信号生成器とを備えることができる。生成される化学種が気体プラズマであれば、エネルギー印加手段は、望ましくは使用者が耐えられる約４０℃未満の温度の非熱プラズマを生成するように構成されていてもよい。アーク放電を低減し、それによって化学種の加熱を制限するために、前記電極のうち少なくとも１つは、誘導体によってプラズマ生成器の中の気体から絶縁されていてもよい。前記少なくとも２つの電極は、実質的に前記プラズマ生成器の全域に電界を生成するために、互いに離間されていてもよい。前記電極のうち１つは、プラズマ生成器の周囲に沿って形成されていてもよい。電極のうち１つは、プラズマ生成器の中へ延びるプローブによって形成されていてもよい。プローブは、前記プラズマ生成器中のプラズマの生成を増加させるため、その端部分が先細になって先端を形成していてもよい。
【００１０】
前記信号生成器は、前記電極を駆動するためのＲＦ、ＡＣ、又はパルスＤＣの信号であって、サイクルが１０％未満になるように当該電極又は電極のそれぞれにエネルギーを提供させる低デューティーサイクル信号を生成するように構成されていてもよい。化学種が気体プラズマであれば、その生成は、反応生成器で開始され、エネルギー印加手段による継続的なエネルギー印加を要せずに継続する。信号生成器は、使用者が信号生成器を聞き取れないように、２０ｋＨｚより大きなＲＦ信号を生成していてもよい。
【００１１】
前記エネルギー印加手段は、電極を駆動するための信号を増幅するための増幅器と、負荷と電源のインピーダンスを整合させるための整合回路とを備えることができる。
電気エネルギーの供給源は、１つ又はそれ以上のバッテリーであってもよい。バッテリーは、好適には、再充電可能であり、前記筺体は、主電源に接続されているプラグを受け入れるためのソケットと、バッテリーを再充電するための再充電回路とを備えている。代替的に、装置は、バッテリーを再充電のため補給ユニットに誘導結合するための手段を備えていてもよい。筺体は、バッテリーを筺体の中に配置するための囲いと、バッテリーが前記囲いの中に配置されたら前記エネルギー印加手段にエネルギーを供給するために当該バッテリーに接続する電気端子とを備えていてもよい。
【００１２】
代替的に、電気エネルギーの供給源は、変圧器を備えていてもよく、そうすると前記筺体は、電源装置に接続するための手段を備えており、前記変圧器は前記エネルギー印加手段にエネルギーを供給するように適合されている。典型的には、プラズマ生成器は、その構成にもよるが、非熱気相プラズマを開始させるために、高電圧を存続させる必要がある。１つ又はそれ以上の昇圧変圧器は、バッテリーからのＤＣ電圧をプラズマ開始電圧に変換することができる。
【００１３】
反応室からの化学種を搬送し、化学種を治療領域に浴びせるために、アプリケーターが提供されていてもよい。気相化学種は、存在を維持するために電流を通す必要がある。ひとたび気体がプラズマ生成器から離れてしまったら、イオン化学種は自由電極と再び結びつこうとし、励起された化学種はそれらの基底状態に戻る。こうしてプラズマ生成器から離れた気体は、時に「アフターグロー」と呼ばれる。これらの変化は、典型的にはアプリケーターの中で起こる。アプリケーターは、化学種を浴びせるためのアプリケーター頭部と、前記反応室からの化学種を前記頭部へ送るためのダクトとを備えることができる。アプリケーター頭部は、前記反応生成器から離間させ、それにより、プラズマ生成器の汚染を低減し、及び／又は高電圧になり得るエネルギー印加手段から治療領域を隔離するようにしてもよい。
【００１４】
装置には多くの用途が考えられるが、人間や動物の身体の口腔内領域に歯の漂白や洗浄による治療を施すように適合させることもできる。これについて、アプリケーター頭部は、１本又はそれ以上の歯に被る寸法と形状とすることができる。アプリケーター頭部は、化学種を複数の歯を治療するように方向決めするために、人間や動物の身体の中に配置されるように構成されている１つ又はそれ以上の流路を備えていてもよい。
【００１５】
治療後に治療領域から化学種を抜くために、脱気手段を設けることができ、脱気手段は、治療領域から化学種を吸い出すためモーターで駆動される吸い出し手段を備えていてもよい。排気ダクトが、治療領域から延びていて、前記吸い出し手段と流体連通している。排気ダクトは、前記アプリケーターによって形成されていてもよい。制御部は、反応室への気体の供給及びエネルギー印加手段の起動と併せ、更に前記脱気手段の作動を制御していてもよい。脱気手段は、治療領域からの気体又は化学種の流れであって、望ましくは前記気体カプセルからの放出によって生じさせる前記治療領域への気体の流れよりも大きい流れを生じさせる。
【００１６】
カプセルの気体含量、電気エネルギーの供給源に残存する電荷の量、又は装置から発せられるプラズマの温度、のうちの１つ又はそれ以上とされる、前記装置の条件を表す値を表示するための表示装置が提供されていてもよい。前記装置の条件が所定量より下に低下したときに使用者に警報を発するための、例えば使用者が聞き取れる音や警告灯などの様な手段が提供されていてもよい。
【００１７】
気体カプセルは、前記反応室の中に非熱プラズマを形成するためのエネルギー要件が低い気体を収容することができる。このようにすれば、反応室の中へ注入されるエネルギーの量は少なくてすみ、それにより気体又は化学種の過剰加熱を回避することができる。非熱プラズマを生成させる場合、気体は、ヘリウムの様な希ガスとすることができる。気体カプセルは、酸素を収容していてもよく、そうすると気体がエネルギーを印加されたときに生成される気相化学種はオゾンである。
【００１８】
装置を手で使用できるようにするためには、長さが３００ｍｍ未満、幅が５０ｍｍ未満で、質量が１ｋｇ未満であるのが望ましい。
本発明は、更に、上記装置と、補給ユニットと、を備えている器械において、補給ユニットが、装置の気体カプセルに気体を供給するために気体を収容している補給用気体圧力容器、及び／又は、前記装置の中の前記電気エネルギーの供給源を再充電するための再充電手段、を備えている、器械を提供している。代替的には、装置は、使い捨て式気体バッテリー及び使い捨て式気体カプセルを採用することもできる。更なる代替型は、気体カプセルを補給式にすることであるが、この作業は装置から離脱させて行わなくてはならない。
【００１９】
補給ユニットと装置の気体カプセルは、装置とユニットが接続されているときは開いて気体カプセルへの気体の供給を許容し、接続されていないときは閉じる、それぞれの補給弁を備えることができる。
【００２０】
補給ユニットは、装置を着座させるための座を備え、装置を補給ユニットに着座させると、気体カプセルと補給用圧力容器が接続されて、気体カプセルへの気体の供給が許容されるようにしてもよい。気体カプセルの補給弁に係合して開弁するように適合されている第１端部分と、装置圧力容器の補給弁に係合して開弁するように適合されている第２の端部分と、を有する導管を設けることができる。代替的に、補給器械は、気体カプセルを前記装置から取り外しておいて着座させるための座を備えていてもよく、その場合、気体カプセルを補給ユニットに着座させると、圧力容器が接続されて、気体カプセルへの気体の供給が許容される。この仕組みでは、少なくとも２つの気体カプセルが提供されていてもよく、そうすれば、常時、１つのカプセルは、補給のために補給ユニットに着座させておき、１つのカプセルは、非熱化学種の生成に使用するために前記装置の筺体に収納しておくことができる。
【００２１】
再充電手段は、電源から電気エネルギーを受け取り、前記装置の前記電気エネルギーの供給源が前記再充電手段に接続されたときに、当該エネルギーの供給源を再充電するために前記電気エネルギーを供給するための再充電回路を備えていてもよい。補給ユニットは、装置を着座させるための座を備え、装置を補給ユニットに着座させると、前記エネルギーの供給源は、当該電気エネルギーの供給源を再充電するための前記再充電手段に接続される。
【００２２】
代替的に、補給ユニットは、前記エネルギーの供給源を前記装置から取り外しておいて着座させるための座を備えていてもよく、その場合、前記供給源を補給ユニットに着座させると、前記電気エネルギーの供給源は、当該エネルギーの供給源を再充電するための前記再充電手段に接続される。
【００２３】
本発明の実施の形態例は、例えば、以下の通りである。
［形態１］
非熱気相化学種の流れを生成するための装置であって、
気体を加圧下に保持し、気体を放出させて反応生成器を通る気体の流れを形成するための気体カプセルと、
前記カプセルから放出された気体がエネルギーを印加されて前記気相化学種を生成することのできる反応生成器と、
電気エネルギーの供給源と、
前記気相化学種を形成するために前記反応生成器の中の気体にエネルギーを印加するための、前記電気エネルギーの供給源に電気的に接続されているエネルギー印加手段と、
前記気体カプセルと、前記反応生成器と、前記電気エネルギーの供給源と、前記エネルギー印加手段を収納するための筺体と、を備えている装置において、
使用者が手で保持し操作することができて、気相化学種の流れを対象物又は人間や動物の身体の治療領域を治療するように方向決めできるような寸法と重量を有している装置。
［形態２］
前記気体の流れを形成するため前記気体カプセルから気体を選択的に放出させるための制御部を備えている、形態１に記載の装置。
［形態３］
前記制御部は、前記エネルギー印加手段の起動を制御するため当該エネルギー印加手段に作動的に接続されている、形態２に記載の装置。
［形態４］
前記気体カプセルから放出された気体の流れを感知するためのセンサーを備えており、前記制御部は、前記気体の流れが所定の質量流量又は体積流量を超えた場合に限って前記エネルギー印加手段の起動を許容する、形態３に記載の装置。
［形態５］
前記反応生成器への制御された放出のために、気体を前記気体カプセルからオリフィス板を通して放出進入させる膨張室を備えている、上記形態の何れか１項に記載の装置。
［形態６］
前記気体カプセルと前記プラズマ生成器の間の気体の流れを調整するための流れ調整器を備えている、形態１から４の何れか１項に記載の装置。
［形態７］
前記エネルギー印加手段は、前記反応生成器に電界を生成するための少なくとも１つの電極と、前記少なくとも１つの電極を駆動するための電気信号を生成するための信号生成器と、を備えている、上記形態の何れか１項に記載の装置。
［形態８］
前記信号生成器は、パルスＤＣ信号又はＡＣ信号を生成する、形態７に記載の装置。
［形態９］
前記信号生成器は、デューティーサイクルが１０％未満になるように当該電極又は電極のそれぞれにエネルギーを提供させる、低デューティーサイクル信号を生成するように構成されている、形態７又は８に記載の装置。
［形態１０］
前記電極のうち少なくとも１つは、アーク放電を低減するために、誘電体によって前記反応生成器の中の気体から絶縁されている、形態７から９の何れか１項に記載の装置。
［形態１１］
前記エネルギー印加手段は、少なくとも２つの電極を備えており、前記反応生成器は、非熱プラズマを生成するように配設されており、前記電極のうち１つは、前記プラズマ生成器の周囲に沿って形成されていて、前記電極のうち１つは、前記反応生成器の中へ延びるプローブによって提供されている、形態７から１０の何れか１項に記載の装置。
［形態１２］
前記装置は、人間や動物の身体の口腔内領域に、歯の漂白や洗浄による治療を施すように適合されている、上記形態の何れか１項に記載の装置。
［形態１３］
前記化学種は、非熱気相プラズマである、上記形態の何れか１項に記載の装置。
［形態１４］
前記装置は、４０℃未満の温度の非熱プラズマを生成するように構成されている、形態１３に記載の装置。
［形態１５］
前記反応室からの化学種を搬送し、当該化学種を治療領域に浴びせるための、前記筺体に接続できるアプリケーターを備えている、上記形態の何れか１項に記載の装置。
［形態１６］
前記アプリケーターは、前記装置を使用している人物の口腔開口部の中へ挿入するように構成されているデジタル端を有している、上記形態の何れか１項に記載の装置。
［形態１７］
上記形態の何れか１項に記載の非熱プラズマを生成するための装置と、補給ユニットと、を備えている器械において、前記補給ユニットが、
前記装置の前記気体カプセルに気体を供給するために気体を収容している補給用圧力容器、及び／又は、
前記装置の中の前記電気エネルギーの供給源を再充電するための再充電手段、を備えている、器械。
［形態１８］
前記気体カプセルは、１０ｍｌ乃至１００ｍｌの範囲の内部容積を有している、形態１から１６の何れか１項に記載の装置。
［形態１９］
前記気体カプセルの中には、少なくとも６０バールの圧力で気体が貯蔵されている、形態１から１６の何れか１項に記載の装置。
［形態２０］
前記電気エネルギーの供給源は、１つ又はそれ以上の再充電可能なバッテリーである、形態１から１６の何れか１項に記載の装置。
本発明が十分に理解されるようにするため、これより、単に一例として与えられている本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明してゆく。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】非熱プラズマを生成するための装置と、補給ユニットとを備えている器械を模式的に示している。
【図１ａ】修正された装置を示している。
【図２】装置の透視破断図を示している。
【図３】装置の圧力容器の破断図を示している。
【図４】プラズマ生成器と、生成器の中の気体にエネルギーを印加するための手段を模式的に示している。
【図５】装置を作動させるための簡略化された機械的連係を示している。
【図６】装置を作動させるための簡略化された機械的連係を示している。
【図７】装置の第１のアプリケーターと装置筺体の接続部分とを示している。
【図８】装置の第２のアプリケーターと装置筺体の接続部分とを示している。
【図９】装置の第３のアプリケーターと装置筺体の接続部分とを示している。
【図１０】図８に示されているアプリケーターの筺体への接続を模式的に示している。
【図１１】図７に示されているアプリケーターの筺体への接続を模式的に示している。
【図１２】装置の第４のアプリケーターを示している。
【図１３】補充ユニットに着座させた装置を一方の側から示している。
【図１４】補充ユニットに着座させた装置を他方の側から示している。
【図１５】本発明による装置のプラズマ生成器へ電気的なプラズマ生成エネルギーを提供するための手段を示している模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１及び図２を参照すると、非熱プラズマ２４を生成するための装置１０が示されており、非熱プラズマ２４は、当該装置から発せられる気体プラズマプルームの形態をしている気体プラズマの流れであってもよい。気体プラズマの流れは、生成されて、装置から概ね雰囲気圧で発せられる。装置は、単数又は複数の気体１４を圧力下に保持し、気体を放出させてプラズマ生成器１６を通るアプリケーター１８への気体の流れを形成するための気体カプセル又は圧力容器１２を備えている。気体カプセルから放出された気体は、プラズマ生成器の中でエネルギーを印加されて気体プラズマを形成する。
【００２６】
図１ａに示されている修正された装置では、高圧気体がカプセルからオリフィス板１３を通って膨張室１５の中へ流れ込み、そこで流れが減速されて、制御されたやり方で反応生成器１６へ放出されることになる。
【００２７】
装置は、更に、電気エネルギーの供給源２０と、気体プラズマ２４を形成するためにプラズマ生成器１６の中の気体１４にエネルギーを印加するための、当該電気エネルギーの供給源に電気的に接続されている気体プラズマエネルギー印加手段２２と、を備えている。アプリケーター１８は、アプリケーターの開口部２６から気体プラズマプルームを発生させるために、プラズマ生成器１６からのプラズマの流れを方向決めする。気体プラズマは、適切に構成されているアプリケーターの中で周囲空気と混ぜ合わされてもよい。
【００２８】
筺体２８は、気体カプセル１２と、プラズマ生成器１６と、電気エネルギーの供給源２０と、プラズマエネルギー印加手段２２を収納している。装置は、使用者が手で保持し操作することができて、プラズマ２４を対象物又は人間や動物の身体の治療領域を治療するように使用者が容易に方向決めできるような寸法と重量を有している。これについて、装置は、気体ラインで気体供給部に接続する必要なしに作動させることができる。その様な先行技術の仕組みは、厄介で、装置を携帯式にすることが叶わなかった。装置１０の内蔵型の仕組みは、家庭内環境、例えば浴室での手軽な使用を可能にする。装置１０は、供給源から電力を受けることができるので、装置を主電源に接続する電気ケーブルの必要がない。とはいえ、典型的に、電気ケーブルは、大抵は可撓性で軽量であるため、家庭内環境での使用については気体ラインほど足かせにはならないのであるが、装置１０では、装置の使用中に電気ケーブルは不要である。
【００２９】
装置が、手で保持し操作するのに適したものであるためには、装置は寸法上限と重量上限を超過してはならない。更には、装置を使用しての治療領域の治療には、装置が手持ち式であれば実施可能な複雑で細やかな運動が要求されるが、これは装置が比較的軽量である場合に限り可能であることが理解されるであろう。１つの例では、装置は、大凡、典型的な電動歯ブラシの寸法と質量である。装置１０の寸法と質量の理解を支援するために他の分野の他の知られている手持ち操作式装置を挙げると、例えば、電動歯ブラシやコードレスの電動ドリル又は螺子まわしがある。従って、筺体２８又は装置全体の上限寸法は、大凡、長さ３０ｃｍ、幅５ｃｍである。幅の上限は、手の装置を保持する能力によって決まる。直径が５０ｍｍを大幅に上回る筺体寸法であれば、保持や使用がしづらい。長さの上限は、使用者の扱いに手こずることなく装置を使用できる能力によって決まり、装置が歯の治療に使用されるのであれば、装置は腕の長さよりも短くなくてはならず、約２０ｃｍ辺りが好適であることも理解されるであろう。筺体２８は、保持したときに手の掌に馴染むような輪郭であるのが望ましい。筺体又は装置全体の質量は、望ましくは１キログラム未満である。
【００３０】
装置は、単回治療に使用されるように構成されていてもよく、ひいては使い捨てであってもよい。これについて、装置の構成要素は、単回治療に限定して選択される。単回治療では、装置に蓄えられる気体とエネルギーの所要量はより少なくてよいことから、圧力容器とエネルギーの供給源は、製造費用が最小限に抑えられ装置の寸法と重量が小さくなるように選択すればよい。例えば、装置は、口腔を一度だけ治療したら使い捨てできるように構成されていてもよい。その様な使い捨て装置は、例えば上着のポケットやハンドバックの中に入れてより手軽に携帯できるであろう。装置は歯の乾式洗浄や他の治療に適していることから、例えば旅行中は、治療を行うのに常に水が手に入るわけではないので、使い捨て装置なら容易に使用することができる。
【００３１】
装置１０は、例えば、歯科、医療、美容、及び獣医学の分野で、人間や動物の身体を治療するのに使用することができる。装置は、とりわけ歯又は他の口腔内治療、例えば歯の漂白や乾式洗浄、根管治療後の滅菌、創傷の滅菌又は治癒（例えば抜歯後の歯嚢の乾燥）に効用がある。歯の漂白への適用は、出願人の同時係属出願である、２００８年１２月２３日出願の英国特許出願第０８２３４３５．３号により詳細に記載されており、同出願の内容をここに参考文献として援用する。これについて、治療領域は、１本の歯でも、２本の歯でも、或いは上又は下の歯列弓でもよい。代替的に、治療領域は歯肉又は歯嚢の一部であってもよい。更には、治療領域は口腔であってもよい。
【００３２】
装置１０は、プラズマ処理による表面の処理、例えば塗料の塗布に先立つプラスチック表面の前処理など、非医療用途にも使用することができる。
これより装置１０の構成要素について、該当する場合には修正及び代替を提示しながら、更に詳細に説明してゆく。
【００３３】
全体が３０で表示されている制御部が、気体の流れを形成するため気体カプセルから気体を選択的に放出させるために提供されている。この例に示されている様に、制御部は、開いているときは気体が導管を通って気体カプセルからプラズマ室へ流れるのを許容し、閉じているときは流れを妨ぐ弁３２を備えている。制御部３０は、使用者が弁３２を制御するのに操作することのできる機械的なプッシュスイッチ３４を備えている。弁を操作するのに、代替的に、機械的スライドスイッチや、閉じると例えばソレノイド弁が開く電子スイッチの様な、他の使用者起動手段を提供することもできる。更には、使用者起動手段は、１回目の使用者入力に応えて気体カプセルからの流れを始動させ、２回目の使用者入力に応えて動作停止させるように適合されていてもよい。代替的に、単一の使用者入力がタイマー回路（図示せず）を起動させて、治療領域を治療するのに十分な所定期間に亘って気体を流れさせるようにしてもよい。例えば、装置１０が歯の漂白に使用されるならば、所定期間は、それぞれの歯につき５秒とすることができる。
【００３４】
弁３２は、気体カプセルとプラズマ生成器の間の流れを開閉するのに適した如何なる手段であってもよい。更には、弁は、全開と全閉の間で流れを調節するために可変であってもよく、例えばバラフライ弁であってもよい。
【００３５】
筺体２８は、気体カプセルが気体流れを形成するため気体を放出させるべく作動できるように、気体カプセル１２を筺体の中に配置するための手段３６を備えている。配置手段３６は、例えば気体カプセル１２に収容されている気体が使い尽くされるか減るかしたときに、当該気体カプセルを取り外して、充満している取換用気体カプセルを筺体の中に配置することができるように適合されていてもよい。これについて、配置手段は、気体カプセルを受け入れる形状の室と、気体カプセルが室に配置されると室を閉じるための閉鎖手段（図示せず）を備えていてもよい。別の例では、気体カプセルは、室の中へ押し嵌め又はねじ嵌めされていてもよい。
【００３６】
筺体は、配置手段が気体カプセルを室の中に配置すると、気体カプセルから気体を放出させる働きをする造形部又は他の気体放出機構を備えていてもよい。気体カプセルは、圧力容器からの気体の放出を阻止するように付勢されている圧力解放弁を備えていてもよい。気体放出機構は、カプセルから気体を放出させるために付勢に抗して圧力解放弁に働きかける。
【００３７】
気体放出機構及び圧力解放弁の１つの例が図３に示されている。筺体は、気体カプセルから放出された気体の流れを方向決めするために気体カプセル１２とプラズマ生成器１６の間に延びる導管３８を備えている。気体カプセル１２は、カプセルの頭部４２に弁４０を備えている。この例では、配置手段は、圧力容器を定位置に配置するために筺体の相補的にねじの切られた面と係合するようにねじが切られている頭部４２の外面を備えている。弁４０は、圧力容器の頚部に滑動可能に受け入れられていて、本例ではばね４６である付勢手段によって閉位置に付勢されている滑り部材４４を備えている。圧力容器が筺体の中に配置されると、造形部又は突起４８が滑り部材４４に係合し、それを（図３の矢印で示されている様に）容器の中へ押し込み、弁を開けて容器から気体を流れさせる。弁４０は、圧力容器の中の気体を容器の最大圧力、例えば８０バールに維持するのに十分なシール強度を有している。弁はシュレーダー弁であってもよい。
【００３８】
カプセルについては代わりのシール又は弁の仕組みが実施可能である。例えば、カプセルの口はシールによって液密に閉じられていてもよい。気体の送達は、両端が開口している中空針をシールに突き刺すことによって生じさせる。針の近位端を、圧力調整器を中に配した導管と連通させれば、プラズマセルへの気体流れを調整することができる。
【００３９】
図１には、圧力解放弁４０の他に、プラズマ生成器１６への気体の流れを選択的に許容するための別体の弁３２が示されているが、代わりの仕組みでは、弁３２を省略し、気体流れの制御は圧力解放弁のみによって制御することができ、随意的には、制御されたやり方でオリフィス板を介して膨張室１１の中へ進められ放出される。
【００４０】
プラズマ室１６の中へ進入する気体の質量流量又は体積流量は、非熱又は非平衡気相プラズマの生成を促すように好適に制御される。例えば、流量は、プラズマ室の中の気体の滞留時間を制御する。流量が高すぎると、気体は、気体プラズマを形成するためのエネルギーを印加されることなくプラズマ室を素通りしてしまう。また、たとえプラズマが形成されたとしても、アプリケーターを通過する流れは、治療領域の有益な成果を実現するのに必要とされるより多くなり、従って気体が浪費されることになりかねない。流量が緩慢すぎると、アプリケーターを通して生成されたプラズマの流れが足りず、治療領域の治療が不十分になったり、好ましくないか又は治療に役立たない気相化学種が生成されたりする結果になる。従って、装置１０は、気体カプセルとプラズマ生成器の間の気体の流れを調整するための流れ調整器５０を備えている。追加的又は代替的に、流れ調整器は、プラズマ生成器からの気体又はプラズマの流れを調整するために配置することもできる。流れ調整器は、流れセンサー７２（図４参照）を備えたフィードバックループに配設されている可変流れ制御弁であってもよい。流れ調整器の代替として、プラズマ生成器の中の気体の圧力を調整するための圧力調整器が設けられていてもよい。流れ調整器は、カプセルが充満しているときは相対的に高い圧力、カプセルが空になってくると相対的に低い圧力になる気体カプセルの中の気体の圧力範囲全体に亘って、プラズマ生成器への一定した気体の流れを実現するよう作動できるのが望ましい。
【００４１】
治療領域のプラズマ（又はプラズマによって生成される他の気体化学種）への所要の曝露量は、装置１０がどの治療を行うように適合されているか、その治療の種類によって異なる。従って、気体カプセルは、使用に先立ち、対象物又は人間や動物の身体の治療領域を当該治療領域への有益な又は治療上有効な効果を実現するのに十分な時間に亘って治療するべくプラズマを生成するのに十分な量の気体を収容している。例えば、歯１本を漂白するのに毎分１リットルの流量で５秒かかるとすると、典型的な口には歯が３２本あるので、気体カプセルは雰囲気圧で少なくとも２．６６リットルの気体を収容していなくてはならない。気体カプセルは、十分な気体を収容していて、複数回の治療を施せるように、より低い流量で作動させるのが望ましい。
【００４２】
気体カプセルは、（プラズマ）プルームを少なくとも２分間に亘って生成するか、又は治療領域に有益な効果をもたらすのに足る（プラズマ）プルームを生成するのに、十分な量の気体を収容している。プラズマは、ひとたびプラズマ生成器１６の閉じ込め領域を出てアプリケーター１８の中へ通されたら、もはや厳密にいってプラズマの状態ではなく、減衰したイオン性励起気相化学種を含有するアフターグローとなる。アフターグローは、アプリケーター１８を出ると、プルームになる。空気の気体がプルームの中へ取り込まれ、これら空気の気体が、プルーム中に存続するフリーラジカルである励起化学種又は荷電化学種と反応して、反応性酸素及び／又は反応性窒素化学種を形成し、それらが、基質の有用な化学反応体に加わり、例えば口腔内の細菌を破壊するか又は生体歯を漂白したり歯から染みを除去したりするよう作用する化学反応に加わることになる。
【００４３】
圧力容器又は気体カプセルに収容することのできる気体の量は、圧力容器の設計及び装置の全体重量と寸法によって制限される。この後者については、比較的重い圧力容器なら大量の気体を貯蔵することができるかもしれないが、但し、その様な重い容器では、装置１０を手で保持し操作することができなくなるであろうから、装置には適さない。適した気体カプセルは、その中に雰囲気圧で大凡４リットル等量の気体を、少なくとも８０バール、典型的には２００乃至３００バールの範囲の値までの圧力で貯蔵しておけるように適合させたものであることが分かっている。気体カプセルには、１０ｍｌから１００ｍｌの間の水を収容するのに十分な内部容積を持たせることができる。気体カプセルは、略円筒形で、長さ１００ｍｍ未満、直径３５ｍｍ未満とすることができる。図２に示されている例では、気体カプセルは、大凡、長さ１００ｍｍで直径３５ｍｍである。容器は、アルミニウム又はステンレス鋼から作られていてもよいし、或いは軟鋼、又は何らかの他の適した頑丈な材料から作られていてもよい。
【００４４】
図１に示され、以下で更に詳細に説明されている様に、装置１０は、気体供給部からの気体が気体カプセル１２を再充填又は補給できるようにする充填弁５２を備えている。充填弁５２は、通常使用では、気体カプセルからの気体が抜けるのを防止するために閉じられており、容器を補給したくなったときに開くことができる。弁５２は、補給ユニットを弁５２に係合させると弁が開き、気体の補給が可能になるという点では、図３に示されている仕組みと似ている。また、気体カプセルは、筺体２８と一体に形成され、その一部を成し、空になると再充填されるようになっていてもよい。代替的には、気体カプセル１２は、使用者が装置１０から引き出して、補給ユニット１３４の中へ挿入するようにしてもよい。
【００４５】
プラズマエネルギー印加手段２２は、プラズマ生成器１６に電界を生成するための２つの電極５４、５６を備えている。或る特定の構成では、単一の電極が提供されていてもよいし、３つ以上の電極が提供されていて、うち２つの電極が駆動信号を受信し１つの電極が接地されていてもよい。信号生成器５８が、電極を駆動するための、又は電極にエネルギーを印加するための電気信号を生成する。電極のうち少なくとも１つ、好適には両方又は全ては、継続する又は長引く放電により引き起こされるプラズマの過剰加熱を予防するために、誘電体によってプラズマ室の中の気体から絶縁されている誘電体バリア放電電極である。適した誘電体材料は、セラミック、プラスチック、又はガラスである。当該電極又はそれぞれの電極を絶縁することで、電流が一方の電極からプラズマ又は気体を通って他方の電極又は他のそれぞれの電極に流れたときのプラズマ室でのアーク放電の持続期間が短縮される。
【００４６】
図４を参照すると、電極５４、５６は、実質的にプラズマ室１６全域に力線６０で示されている電界を生成するために、互いに離間されている。このようにすれば、プラズマ室の全ての部分の気体が電界と相互作用するので、プラズマの形成を増加させることが可能である。
【００４７】
一方の電極５６は、プラズマ生成器の周囲に沿って形成されている。プラズマ生成器が誘電体から形成されている場合には、電極はプラズマ生成器の壁の構造に埋め込まれていてもよいし、又は壁の外表面に置かれていてもよい。プラズマ生成器が導電体から形成されている場合には、プラズマ生成器の壁自体が電極の役目を果たすことができる。
【００４８】
一方の電極５４がプラズマ生成器の中へ延びるプローブによって形成されていれば、プラズマ生成が促進されることが分かっている。プローブは、前記プラズマ生成器中のプラズマの生成を増加させるため、その端部分が先細になって先端を形成している。これについて、電界の密度は、特にプローブの先端に近接しているプラズマ生成器の領域で増加する。プローブは、その長さに沿って誘電体で電気的に絶縁されていてもよい。
【００４９】
プラズマエネルギー印加手段２２は、１つ又はそれ以上のエネルギー印加モードのうちの何れか、例えばＡＣ又はパルスＤＣで作動していてもよく、プラズマ室に容量結合又は誘導結合させることができる。１つの例では、信号生成器５８は、電極５４、４５を駆動するために、４１ｅＶ、８ｋＨzのパルスＤＣ出力を生成する。パルスは、デューティーサイクルが１０乃至２０％又は１０％未満になるように電極に提供されてもよい。出力が低いときには室中の荷電粒子のカスケードによってプラズマが生成され続けるため、低デューティーサイクルは、プラズマの形成に大きく影響を与えずに、装置の中の電気エネルギーを温存するうえで助けとなる。代替的には、タイミング回路６２が、所要のデューティーサイクルに亘って信号出力のオンオフを切り替える。
【００５０】
別の仕組みでは、信号生成器５８は、電極を駆動するために、１ｋＶ、３０乃至８０ｋＨｚのＡＣ信号出力を生成するように構成されている。この範囲は、２０ｋＨｚより大きく、よって信号生成器は、典型的に、使用中に人々の耳には聞こえない。２０ｋＨｚ未満で使用されれば、シーッという耳に聞こえる音を出すかもしれない。
【００５１】
示されているＡＣの例では、プラズマエネルギー印加手段２２は、信号生成器からの、電極を駆動するための出力を増幅するための増幅器６４を備えている。負荷と供給源のインピーダンスを整合するために、適した整合回路６６を設けることができる。
【００５２】
電極のエネルギー印加を制御するために、制御部６８がプラズマエネルギー印加手段２２に作動的に接続されている。この例では、制御部６８は、閉じているときは電極５４、５６のエネルギー印加を許容する電気スイッチ７０を備えている。スイッチ７０は、使用者が、手動で、先に言及されているボタンスイッチ３４（弁３２も起動させる）を使用して操作できる。代替的には、スイッチ７０を操作するのに、別体の使用者入力装置が使用されていてもよい。プラズマ室への気体の流入と電極５４、５６のエネルギー印加とに同じ使用者入力装置を使用するのが望ましく、というのも、気体流れと電極のエネルギー印加とが同時に起こるのが好適であるから、又は気体流れとエネルギー印加の間に所定の時間遅延がある場合もあるからである。更に、電極のエネルギー印加は、気体流れが所定の最小所要流れを超えない限り起こらないことが望ましい。従って、制御部６８と制御部３０は、一体化されて、気体の流れ１４を許容するための流れ弁３２と、電極のエネルギー印加を許容するためのスイッチ７０とを備えていてもよい。
【００５３】
図４に示されている様に、圧力容器１２から放出された気体の流れ１４を感知するために、センサー７２が設けられている。制御部６８は、電極のエネルギー印加を、気体の流れが所定の質量流量又は体積流量を超えた場合に限って許容する。
【００５４】
図５及び図６に示されている１つの仕組みでは、一体化された制御部３０、６８は、使用者入力装置３４を操作すると、弁３２の弁板の運動とスイッチ７０の電気接点の接続が引き起こされるような、機械的連係を備えていてもよい。より詳細には、入力装置又はスライドスイッチ３４は、軸支腕部で弁板７４と電気接点７６に接続されている。機械的連係が図５に示されている状態にあるときは、弁板７４は弁座８７に押し当てられてシールを成し、気体流れを閉じている。電気接点７６は、第２の電気接点８０から離間されている。図６に示されている状態にあるときは、弁板７４は弁座７８から離間し、気体流れを開いており、接点７６と接点８０の間の電気接触は閉じられ、電気エネルギーの供給源２０がプラズマ生成手段２２にエネルギーを印加できるようにしている。
【００５５】
電気エネルギーの供給源２０は、１つ又はそれ以上のバッテリーであってもよく、バッテリーは再充電式であるのが望ましい。この場合、筺体２８は、主電源に接続されているプラグを受け入れるための電気ソケットと、バッテリーを再充電するための再充電回路８２とを備えることができる。代替的には、装置は、バッテリーを再充電のために補給ユニットに誘導結合するための手段、例えば補給ユニットの一次巻線とバッテリーに接続されている装置の二次巻線、を備えている。
【００５６】
筺体２８は、筺体の中にバッテリーを配置するための囲い８４と、バッテリーが前記囲いの中に配置されたらプラズマエネルギー印加手段２２にエネルギーを供給するために当該バッテリーに接続する電気端子（図示せず）とを備えている。
【００５７】
使用者が装置を自由に動かせるようにするためには、使用中、電気エネルギーの供給源が主電源又は他の電源に接続されていないことが望ましい。更に、装置は湿気の多い環境、例えば浴室で使用される場合もあることから、ケーブルを回避するのは得策であることが理解されるであろう。また、浴室には電気ソケットのないものもある。しかしながら、装置１０は、使用中、電気ケーブルによってソケットに接続されていてもよい。この場合、電気エネルギーの供給源２０は変圧器を備えることができ、筺体は電源に接続されているプラグを受け入れるためのソケットを備えている。変圧器は、プラズマエネルギー印加手段２２に適した形態をしているエネルギーを供給するように適合されている。プラグと変圧器は、車両のエネルギー供給部に接続されるように適合されていてもよく、例えばプラグを車両のシガレットライターのソケットに挿入し、適切な電力をプラズマエネルギー印加手段に送達するやり方でもよい。
【００５８】
アプリケーター１８は、プラズマ生成器１６からの気体プラズマを治療領域に方向決めするのに適した如何なる形態をとっていてもよい。最も単純な形態では、アプリケーターはプラズマ室に開口を備えることができる。しかしながら、図１に示されている様に、アプリケーター１８は、プラズマプルーム２４を形成するための開口部２６と、プラズマ生成器１８からの得られたアフターグローを頭部へ送るためのダクト８８とを備えている。ダクトは、直径が１ｍｍ乃至５ｍｍ程度の、治療領域へのプラズマの高速貫流を生じさせるのに十分に小さい直径であるのが望ましい。ダクトは、図示の様に直線で、治療領域へのアクセスを許容するように構成することができる。アプリケーターは、典型的に約１０ｃｍ未満の長さを有している。
【００５９】
頭部は、開口の形態をとっていてもよいし、代替的には、流れを集中させるためにノズルを備えていてもよい。頭部は、使用者をプラズマの生成に使用される高電圧から保護し且つプラズマ室の汚染の危険性を小さくするのに十分なだけプラズマ生成器から離間されている。
【００６０】
図７から図９に示されている３つの例では、装置１０は、人間や動物の身体の口腔内領域を治療するのに適合されており、アプリケーター頭部は、その様な口腔内治療に適した反応性化学種の流れを生成するように構成されている。
【００６１】
まず図８を参照すると、アプリケーター９０は、アプリケーター頭部９２と、アフターグローが存在している気体を頭部へ送るための、そして更には気体を治療領域から逃がすための１つ又はそれ以上のダクトを有する中央部分９４と、アプリケーターを筺体２８に接続するための接続部分９６とを備えている。頭部９２は、例えば２本の歯である治療領域を受け入れる寸法と形状で、治療領域を受け入れるように可撓性材料から形成されているキャビティを形成している。キャビティは、代替的には、歯を１本だけか又は３本以上受け入れる形状とすることもできる。頭部９２は、キャビティが、歯のそのエナメル質の表面区域の実質的に全域及び随意的に歯肉の近位部分を受け入れると、治療のためにプラズマ又は他の活性気体化学種に曝露されるように適合されている。
【００６２】
接続部分９４は、アプリケーターを筺体に固定するための筺体２８の端の相補的な接続部分９６と係合するように構成されている。アプリケーター接続部分９４は、筺体接続部分９６の複数の溝又は鍵穴９７にそれぞれ受け入れられる複数の造形部又は鍵部９５を備えている。溝に受け入れられたら、アプリケーターと筺体を相対回転させてアプリケーターを定位置に固定する。
【００６３】
接続部分９４、９６は、接続されているときは装置１０の１つ又はそれ以上の機能の起動を許容し、接続されていないときはそれら機能の起動を阻止するように構成されている。同様に、１つのアプリケーターを筺体に接続すると、１組の機能の起動が許容され、別のアプリケーターを筺体に接続すると別組の機能が許容されるようになっていてもよい。アプリケーター９０の筺体２８への接続は、使用者入力装置３４を操作すればプラズマエネルギー印加手段２２の起動とプラズマ室１６への気体流れが許容されるように構成されている。その様な接続なしには、使用者入力装置を操作してもこれらの機能を起動させることはできない。
【００６４】
図１０に示されている様に、接続部分９４、９６は、或る特定の選択された機能の起動を許容するように閉じられる相補的な電気接点を備えることができる。仕組みは図１０に模式的に示されている。図１０では、接続部分９４は、アプリケーターを筺体に固定するべく、接続部分９６の中で回転させることができる。固定させると、接続部分９４側の電気接点９８が接続部分９６側の電気接点１００と接触し、それにより、それぞれの電子スイッチが閉じて、弁３２による気体流れの起動、スイッチ７０によるプラズマエネルギー印加手段の起動、及び脱気手段１０２（以下に説明）の起動が許容される。歯ブラシ頭部に動きを伝えるための手段１０４の起動は、この仕組みでは許容されない。
【００６５】
異なったアプリケーターが筺体に接続されると、装置の異なった機能が許容される。これについて、図１１は、図７に更に詳細に説明されているアプリケーター１１０を模式的に示している。アプリケーター１１０は、歯を洗浄するための毛を備える典型的な歯ブラシに似たアプリケーター頭部１１２を備えている。アプリケーター１１０は、更に、筺体２８の接続部分９６と係合するための接続部分１１４を備えている。アプリケーター１１０はプラズマ治療を伴わずに使用するように設計されているので、アプリケーター１１０では接続部分１１４と頭部１１２の間に送気路は不要である。図１１に示されている様に、接続部分１１４を接続部分９６に受け入れ、回転させてアプリケーター１１０を筺体２８に固定させると、接続部分１１４側の電気接点１０６が接続部分９６側の電気接点１０８と接触し、それにより電子スイッチが閉じて、歯ブラシ頭部に動きを伝えるための手段１０４又は歯磨きを支援するための他の手段の起動が許容される。装置１０（３２、７０、１０２）の他の機能は、この仕組みでは動作停止されているので、通常の歯磨きを行ってもプラズマは送達されない。
【００６６】
歯磨きを支援する振動を起動させるための電気接点を備えたアプリケーター１１０が示されているが、代替的には接続部分１１４に電気接点を無くし、アプリケーター１１０を普通の歯ブラシとして使用してもよい。振動手段１０４は、設けられている場合、アプリケーター頭部１１２を振動させるか又はそれ以外に動かすために、アプリケーターに接続されている偏心シャフト部分を有する駆動シャフトを駆動するための電気モーターを備えることができる。代替的には、モーターは、歯の洗浄を支援するべく頭部を回転させるように適合されている。
【００６７】
再度図８を参照して、図２にも示されているアプリケーター９０は、中央部分９４に、プラズマ室からのアフターグローが存在する気体をアプリケーター頭部９２へ送るためのダクト８８と、プラズマ又は気体を治療領域から逃がすためのダクト１１６とを備えている。ダクト１１６は、アプリケーター９０内に、治療領域から延びていて吸い出し手段１１８と流体連通している排気ダクトを形成している。吸い出し手段１１８は、気体又はプラズマを治療領域から吸い出すためにモーター１２０によって駆動される。構成要素１１６、１１８、１２０を含む脱気手段１０２は、治療後に気体又はプラズマを治療領域から脱気するので、特に口腔内治療では、使用者が気体又はプラズマを大量に吸い込むことはない。
【００６８】
脱気手段１０２によって排出される排気は、過剰加熱され易い装置の部品を冷却するのに使用されてもよい。排出された気体は、活性フィルタ１１９、例えばゴム、シリカ、木炭、ゼオライトによって濾過されてもよい。
【００６９】
代替的に、装置の内部構成要素に冷気を浴びせるために、別体の吸い出し手段が設けられていてもよい。更に、構成要素を冷却するために放出させることのできる二酸化炭素又は水の様な流体の供給源を設けてもよい。装置１０の加熱され易い内部構成要素にはフィンの様な熱放散手段を設けてもよいし、或いは別の仕組みでは、電気入力と気体質量入力を測定するように装置を設計することもできるであろう。そうすれば熱伝達を測定することができ、安全なフィードバックシステムを設計することができるであろう。
【００７０】
脱気手段の作動を制御するために制御部が設けられている。制御部は、望ましくは、制御部３０、６８と一体化されていて、使用者入力システム３４に作動的に接続されているモーター１２０を起動するための電子スイッチを備えている。従って、制御部は、プラズマ室に気体が供給され、プラズマエネルギー印加手段がプラズマを生成するときに、脱気手段を制御して治療領域から気体又はプラズマを抜かせる働きをする。治療領域からプラズマを抜く効率を上げるために、脱気手段１０２は、治療領域から逃げる気体又はプラズマの流れにおいて、気体カプセル１２から放出させることによって生じさせる治療領域に進入する気体の流れより大きい流れを生じさせるように構成されている。
【００７１】
図９には、図８に示されているアプリケーター９０に概ね似てはいるが、異なった頭部を有し、脱気ダクト１１６を持たない、第３のアプリケーター１２２が示されている。アプリケーター１２２は、プラズマ又は活性気体化学種を使用者の歯の様な治療領域へ方向決めするための複数の細い中空管１２５を備えたアプリケーター頭部１２４を備えている。細い中空管は、何らかの適した技術、例えば押出成形などで形成されていてもよい。管は、プラズマ又は活性化学種を管に概ね均等に分配するための、頭部内のマニホールドキャビティ１２７に接続されている。
【００７２】
図１２は、第４のアプリケーター１２６を示している。アプリケーター頭部１２８は、スポーツで使用されているガムシールドに形状がよく似ており、複数の歯を治療するのに流れプラズマ又は活性化学種を方向決めするための、人間や動物の身体の口の中に配置されるように構成されている１つ又はそれ以上の流路１２９を備えている。更に詳細には、それぞれの流路は、上顎又は下顎の歯と一致するように略アーチ形状である。代替的に、アプリケーター頭部は、上の歯の組と下の歯の組を同時に治療するために、その様な流路を２つ、１つは上方向け１つは下方向けとして備えていてもよい。
【００７３】
装置１０は、単一のアプリケーター、例えば図８に示されているアプリケーター９０を備えていてもよいし、或いは代替的に、装置１０は、図７から図９及び図１２に示されている、それぞれが特定の機能の遂行を支援している複数の取り換え可能なアプリケーターを備えていてもよい。例えば、使用者がアプリケーター１１０を備えた装置１０を使用し、随意的には振動を追加しながら、通常のやり方で歯を磨けるようにすること、そして更に、使用者がアプリケーター９０、１２２、１２６の何れか１つ又はそれ以上を用いて、プラズマ又は他の活性化学種で歯を治療できるようになることが望ましい。
【００７４】
図１を参照して、装置１０は、装置の条件、例えば気体カプセル１２の気体含量、電気エネルギーの供給源２０に残存する電荷の量、又はアプリケーターから発せられるプラズマプルームの温度の１つ又はそれ以上、を表す値を表示するための表示装置１３０を備えていてもよい。表示装置はグラフィカルＬＣＤであってもよい。追加的又は代替的に、圧力容器の気体含量、電気エネルギーの供給源内の電荷、又はプラズマプルームの温度の様な装置の条件が、所定量を超えて減少するか又は増加したときに、使用者に警報を発するための手段１３２が設けられていてもよい。警報を発する手段１３２は、使用者に聴き取れる音を生成するための手段又はＬＥＤの様な警告灯を備え、使用者に、気体カプセル又は供給源を補給或いは再充電するか又は交換するように、或いは装置を治療領域から離して危害が及ぶのを回避するように促す。
【００７５】
気体カプセル１２は、前記プラズマ生成器の中で非熱気相プラズマを形成するための或る気体又は気体の混合、例えばヘリウムや他の希ガスなどを収容しているのが望ましい。即ち、気体は、比較的少ない量のエネルギーがプラズマエネルギー印加手段２２によってプラズマ生成器１６に入力されれば、プラズマを形成することができる。気体プラズマの形成では、生成された電界が高エネルギー電子を気体原子又は分子にぶつからせると、電子が離れ、それによっておびただしい数の電子とイオンが形成される。一般に、約４０℃未満の温度の非熱プラズマ流れ又はプルームの生成は、ヘリウムを基材とする気体中に実現することができる。代替的に、気相プラズマは、１つ又はそれ以上の他の希ガスを基材としていてもよい。人間や動物の身体を治療する場合、高温だと生体細胞を死滅させ壊死や疼痛を引き起こしかねないため、比較的低い温度が求められる。
【００７６】
図１、図１３、及び図１４を参照すると、装置１０と補給ユニット１３４を備えている器械が示されている。補給ユニットは、装置１０の気体カプセル１２に気体を供給するために気体を収容している補給用圧力容器１３６と、装置の中の電気エネルギーの供給源２０を再充電するための再充電手段１３８と、を備えている。或る代わりの仕組みでは、補給ユニットは、補給用圧力容器１３６と再充電手段１３８のうち一方しか備えていない。装置で使用によってそれまでの容器の気体が使い尽くされたら、交換用圧力容器１２が使用されることになり、供給源２０が放電したら、新しいバッテリーを使用して交換されることになる。
【００７７】
補給ユニットと装置気体カプセル１２は、気体カプセルが図示の様に接続されているときには、装置気体カプセル１２への気体の供給を許容し、圧力容器が接続されていないときには閉じる、各々の補給弁１４０、１４２を備えている。弁の仕組みは、図３に示されている仕組みと同様であってもよい。
【００７８】
補給ユニット１３４は、補給用圧力容器１３６を格納するための直立部分１４４を有する台から構成されている。補給用圧力容器は、比較的大きく、より大きな圧力体積を有することができ、装置を何度も充填し直すのに十分な、おそらくは２０回分に足るほどの気体を収容することができる。補給ユニットは、更に、装置を着座させるための座１４６を備えている。装置１０を補給ユニットに着座させると、圧力容器１２、１３６同士は、接続されて、装置気体カプセル１２への気体の供給が許容される。これについて、随意的に弁１５０を含む導管１４８であって、装置気体カプセル１２の補給弁１４０に係合して開弁するように適合されている第１端部分と、補給用圧力容器１３６に接続されている第２端部分と、を有する導管１４８が設けられている。従って、装置１０を補給ユニット１３４に着座させると、装置１０の圧力容器１２は自動的に再充填される。
【００７９】
或る代わりの仕組みでは、装置１０を丸ごと補給のため補給ユニットに着座させるのではなく、座１４６には、装置気体カプセル１２を装置から取り外しておいて着座させる。従って、装置気体カプセル１２を補給ユニットに着座させると、圧力容器１２、１３６同士は接続されて、装置気体カプセルへの気体の供給が許容される。
【００８０】
この例では、器械は、少なくとも２つの装置気体カプセル１２を備えていてもよい。常に、１つ又はそれ以上の装置気体カプセル１２は、補給のために補給ユニット１３４に着座させておき、１つの装置気体カプセル１２は、気体流れの生成に使用するために装置筺体２８に収納しておくことができる。
【００８１】
図１４に示されている様に、再充電手段１３８は、電気エネルギーを、例えば主電源からプラグ１５４を介して受け取り、装置１０の電気エネルギーの供給源２０が再充電手段１３８に接続されたときに、当該電気エネルギーの供給源２０を再充電するために当該電気エネルギーを供給するための制御回路１５２を備えている。補給ユニットが主電源に接続されていれば、装置を補給ユニットの座１４６に着座させると、ネルギーの供給源２０は自動的に再充電手段に接続される。
【００８２】
供給源２０を充電するため、例えば、誘導結合式充電手段の一次コイルと二次コイルを密に近接させられるように、座１４６と装置１０のうち一方は造形部又は突起１５４を備え、他方は嵌合用の凹部１５６を含んでいてもよい。
【００８３】
或る代わりの仕組みでは、供給源２０は、供給源２０を装置１０から外して、補給ユニットに接続されるように座１４６に置き、再充電手段１３８で再充電することによって、再充電することができる。
【００８４】
装置１０を、例えば、身体の口腔内領域の漂白、洗浄、滅菌、又は治癒に使用する場合、使用者は筺体２８に固定するのに適切なアプリケーター１８を選択する。アプリケーターに応じ、装置１０の選択された機能は、使用者が使用者入力装置３４を操作すると起動される。プラズマ治療では、使用者入力装置の操作により、弁３２を開き、スイッチ７０を閉じ、脱気手段１０２を起動させる。十分な気体（例えばヘリウム）がプラズマ生成器１６の中へ流れ込んでいることを前提に、プラズマエネルギー印加手段２２はプラズマ生成器の中の気体にエネルギーを印加してプラズマを形成させる。実質的にプラズマ生成器の全域が電界に曝露されていても、得られるプラズマのイオン化の程度は限定されるかもしれない。プラズマは生成器から流れ、アフターグローとなり、それがアプリケーター１８を通って流れてゆく。使用者は、アプリケーターの頭部を、得られる気相プルームが、治療領域である例えば１本又はそれ以上の歯の上方に流れるように位置付ける。治療中、脱気手段は、治療領域から気体を抜く。治療が完了すると、使用者は使用者入力装置３４を操作して、気体流れ、プラズマエネルギー印加手段２２、及び脱気手段１０２を動作停止させる。
【００８５】
必然的に、一部のプルームは周囲空気（例えば、酸素、窒素、及びアルゴン）と相互反応し、幾らかの化学分解を生じさせ、活性気相化学種、具体的には反応性酸素化学種（ＲＯＳ）と反応性窒素化学種（ＲＮＳ）を形成する。例えば、プルームが酸素と相互反応すると、ヒドロキシラジカル及び／又はオゾンが形成される。両方とも強酸化体であり、他の活性気相化学種の場合同様、治療領域への有益な又は治療上有効な効果に寄与することができる。
【００８６】
別の実施形態では、装置は、オゾン又は他の活性気相化学種を、非熱プラズマを生成することなしに、又は他のエネルギー印加技法を使用することによって、生成するように構成されている。
【００８７】
その様な装置は、非熱気相化学種の流れを生成し、別途記載のない限り装置１０と同等の特徴を有している。装置は、気体を加圧下に保持し、気体を放出させて反応室を通るアプリケーターへの気体の流れを形成するための気体カプセルを備えている。気体カプセルから放出された気体はプラズマ生成器の中でイオン化して活性気相化学種を形成する。
【００８８】
装置は、更に、電気エネルギーの供給源と、気相化学種を形成するためにプラズマ生成器の中の気体にエネルギーを印加するための、電気エネルギーの供給源に電気的に接続されているエネルギー印加手段と、を備えている。
【００８９】
アプリケーターは、装置からの気相化学種の流れを生成するために、プラズマ生成器１６からの気相化学種の流れを方向決めする。筺体が、気体カプセルと、プラズマ生成器と、電気エネルギーの供給源と、エネルギー印加手段を収納している。筺体は、装置を使用者が手で保持し操作することができて、気相化学種の流れを対象物又は人間や動物の身体の治療領域を治療するように方向決めできるような寸法と重量を有している。気体カプセルは、酸素を収容しており、この場合は、形成される励起気相化学種は一重項酸素である。酸素分子の一重項酸素との反応によってオゾンが形成される。ここで図１を参照すると、本発明による装置の或る形態が模式的に示されており、そこでは、プラズマ生成器を１５％のデューティーサイクルで作動させるために１２ＶのＤＣ信号が６ｋＶのＡＣ信号に変換されている。低デューティーサイクルは、プラズマの形成に大きく影響を与えずに、装置の中に電気エネルギーを温存するうえで助けとなる。
【００９０】
図５に示されている装置は、１００ｍｌまでの水タンク容量の気体カプセル５０２を有しているが、２０ｍｌ程度が好適である。気体カプセル５０２には、オンオフ弁５０４が装着されている。弁５０４は、ここで図３に関連付けて説明され、同図に示されているものと同じ種類であってもよい。弁５０４は、図３に関連付けて説明され、同図に示されているものに似た仕組みによって動かされていてもよい。装置を作動に向けて準備する場合、気体カプセル５０２を筺体５０６内にドッキングさせるが、筺体５０６はカプセルからの気体の非熱気相プラズマ生成器への供給を制御するための弁を含んでおり、生成器も筺体５０６内に設けられている。加えて、筺体は、ＤＣ電流を供給するための１つ又はそれ以上の電気バッテリーと、ＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換し、ＡＣ電圧をプラズマ生成器の電極に印加するための電気的手段とを保持している。
【００９１】
筺体５０６は、気体カプセル５０２からプラズマ生成器５１０へ気体を流すための気体通路５０８を有している。通路５０８は、順に、圧力調整器５１２、流れセンサー５１４、ソレノイド弁５１６、及びプラズマ生成器の全上流部５１０を収納している。
【００９２】
筺体５０６は、１２Ｖバッテリー５２０を保持している。バッテリーには、表示ＬＥＤ５２２が設けられている。表示ＬＥＤは、バッテリーの状態を示すことができ、つまり表示ＬＥＤは、バッテリー５２０内の利用可能な電力が低くなると使用者に知らせる。バッテリー５２０は、電力を、高電圧生成器５２６と組み合わされている低電圧信号生成器５２４に提供する。論理回路の形態をしている制御部５２８は、器械の条件に応じた複数の信号を受信して、信号生成器５２４及び５２６への出力を選択的に供給できるように構成されている。第１の入力は主オンオフスイッチ５３０から来る。このスイッチが「オフ」位置にあれば、プラズマ生成器への気体供給も電力供給も開始させることはできない。第２の入力は、ＬＥＤ５２２からであろう。バッテリーが低くなっていれば、プラズマ生成器への気体供給も電力供給も開始させることはできない。制御部への第３の入力は、流れセンサー５１４からである。流れセンサーがプラズマ生成器５１０への気体の流れを検出していなければ、プラズマ生成器５１０への電力供給を開始させることはできない。論理回路５２８は、プラズマ生成器５１０への電力出力の生成を、流れセンサー５１４がプラズマ生成器への気体の通行を感知した後に所定の時間を経るまで遅らせる時間遅延手段を含んでいるのが望ましい。これにより、プラズマ生成の開始に先立って、気体にプラズマ生成器５１０をパージさせることができる。
【００９３】
図５に示されている装置は、二次的なオンオフスイッチ５３２が設けられている。スイッチ５３２が「オフ」位置にあるとき、ソレノイド弁５１６は閉位置にある。従って、気体はプラズマ生成器５１０へ流れることを阻止される。他方、スイッチが「オン」位置にあるとき、論理回路は、主スイッチ５３０も「オン」位置にあることを前提に、ソレノイド弁５１６に開くように信号を送る。その結果、プラズマ生成器への気体の流れが検出され、プラズマ生成信号をプラズマ生成器５１０へ送ることができるようになる。
【００９４】
所望に応じて、単一のオンオフスイッチがスイッチ５３０と５３２の両方の機能を遂行するようにしてもよい。
プラズマ生成器５１０は、非熱反応性気相化学種のプルームを目標表面に方向決めするように構成されているアプリケーター５４０と連通する出口を有している。
【００９５】
信号生成器５２４と５２６は、幾つもの構成要素と回路（個々には図示せず）を通して、１２Ｖバッテリーからの電流を、非熱プラズマの生成に適する２−１０ｋＨｚの周波数の４乃至６ｋＶの範囲のパルス出力電圧へ変換する。その様な回路と構成要素は、電子電気工学の分野ではよく知られており、ここで全詳細に亘って説明する必要はない。基本的に、キセノン閃光灯で使用されている種類の回路を使用すれば、バッテリーにコンデンサを例えば３２０Ｖまで充電させることができるであろう。そうして、変圧器を使用して電圧を設定すれば、所望の４乃至６ｋＶの範囲の電圧パルスを生成させることができる。きれいで境界が明確なパルスを発生させるためには、変圧器の巻線の巻き数とインダクタンスを低いレベルに維持し、最も緩やかな昇圧比を有するのが望ましい。この手法は、漏れインダクタンス及び漂遊巻線容量という、共にパルス歪みに寄与する好ましくない寄生要素を、最小限に抑えるのに役立つ。
【００９６】
パルス変圧器は、一次巻線インダクタンスが低いので、磁心に作動磁束を生成する磁化電流は多大であり、その結果、パルス生成中、変圧器には相当量の磁気エネルギーが蓄えられることになる。効率の高い設計にするため、この磁気エネルギーは、パルスの終端で回収されて、次のパルスの生成に備えて一時的に別の形態で（大抵はコンデンサの電荷として）保持される。
【００９７】
何れの場合も、磁心の磁束は、次のパルスが生成される前にゼロに戻されることになり、そうでなければ、磁束は後続のパルスで密集して、終には磁心が飽和し、その時点で変圧器は動作を停止し、駆動電子機器への短絡回路として働く。
【００９８】
本事例で使用することのできる切替式電源変圧器の磁気エネルギー回収の一般的な方法は、所謂「フライバック」巻線の使用による方法である。これは、大抵、一次巻き線と同一であり、それらは共に、二者の間に高レベルの磁気結合を確保するために、同時に磁心上に巻かれている（双極性巻線）。フライバック巻線は、大地とＤＣ電源の蓄電コンデンサの間をブロッキングダイオードを介して接続している。
【００９９】
パルス生成中、固定電圧が一次巻線に印加され、電流が磁心の磁束の密集度を徐々に上昇させ、これによりフライバック巻線を横断して等価で反対の電圧が誘導される（但しブロッキングダイオードのせいで電流は流れない）。パルスの終端で一次電流を中断させることで、強制的に磁界の崩壊を開始させ、それによってフライバック巻線を横断する誘導電圧を逆行させ、電流が給電コンデンサに還流するように仕向ける。磁束と電流は、次のパルスに備え滑らかにゼロに下がってゆく。
【０１００】
別の適した変圧器構成は、２つの同一の二本巻き一次巻線が交互にＤＣ電源に接続されるプッシュプル設計である。巻線の整相は、磁心の磁束が向きを逆にして生成され、それぞれの向きが交互に駆動されるような整相である。
【０１０１】
プッシュプル設計は、更に、フライバック手法とよく似た様式で、蓄えられた磁気エネルギーを回収して給電コンデンサに戻せるようにしており、ブロッキングダイオードはこのとき能動トランジスタスイッチになる。どちらの手法についても同じ変圧器設計を使用することができる。
【０１０２】
プッシュプル設計では追加の切替トランジスタ及び制御が必要になるが、プッシュプル設計は、正と負の両方の磁束エクスカーションを使用することにより、磁心の制限内での磁束変化の倍増を可能にする。以上に概説されているフライバック設計は、単極性磁束エクスカーションしか許容していない。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  装置
１２  気体カプセル又は圧力容器
１３  オリフィス板
１４  気体
１５  膨張室
１６  プラズマ生成器
１８  アプリケーター
２０  電気エネルギーの供給源
２２  気体プラズマエネルギー印加手段
２４  非熱プラズマ
２６  アプリケーターの開口部
２８  筺体
３０  制御部
３２  弁
３４  入力装置又はスライドスイッチ
３６  配置手段
３８  導管
４０  弁
４２  カプセルの頭部
４４  滑り部材
４６  付勢手段としてのばね
４８  造形部又は突起
５０  流れ調整器
５２  充填弁
５４、５６  電極
５８  信号生成器
６０  力線
６２  タイミング回路
６４  増幅器
６６  インピーダンス整合回路
６８  制御部
７０  電気スイッチ
７２  センサー
７４  弁板
７６、８０  電気接点
７８  弁座
８２  再充電回路
８４  バッテリー配置用の囲い
８７  弁座
８８  ダクト
９０  アプリケーター
９２  アプリケーター頭部
９４  中央部分、接続部分
９５  造形部又は鍵部
９６  筺体接続部分
９７  溝又は鍵穴
９８、１００  電気接点
１０２  脱気手段
１０４  ブラシ頭部に動きを伝えるための手段、振動手段
１０６、１０８  電気接点
１１０  アプリケーター
１１２  アプリケーター頭部
１１４  接続部分
１１６  脱気ダクト
１１８  吸い出し手段
１１９  活性フィルタ
１２０  モーター
１２２  アプリケーター
１２４  アプリケーター頭部
１２５  中空管
１２６  アプリケーター
１２７  マニホールドキャビティ
１２８  アプリケーター頭部
１２９  流路
１３０  表示装置
１３２  警報を発する手段
１３４  補給ユニット
１３６  補給用圧力容器
１３８  再充電手段
１４０、１４２  補給弁
１４４  直立部分
１４６  装置を着座させるための座
１４８  導管
１５０  弁
１５２  制御回路
１５４  プラグ
１５４  造形部又は突起
１５６  凹部
５０２  気体カプセル
５０４  弁
５０６  筺体
５０８  気体通路
５１０  全上流部、プラズマ生成器
５１２  圧力調整器
５１４  流れセンサー
５１６  ソレノイド弁
５２０  バッテリー
５２２  ＬＥＤ
５２４、５２６  信号生成器
５２８  論理回路
５３０  主オンオフスイッチ
５３２  二次的なオンオフスイッチ
５４０  アプリケーター
【図１】
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【図１ａ】
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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】
0005782386.tif 000012
【図１１】
0005782386.tif 000013
【図１２】
0005782386.tif 000014
【図１３】
0005782386.tif 000015
【図１４】
0005782386.tif 000016
【図１５】
0005782386.tif 000017