(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的対象を治療するためにＮＯ含有プラズマガス流を形成するための装置であって、
アノード、
カソード、
カソードとアノードとの間の電極間領域、及び
ＮＯ含有ガス流を導き装置から放出するための、電極間領域からノズルへと通じるＮＯ含有ガス流出口チャネル
を含み、ノズルは、ノズルの回転によってアノードをカソードに向かって前進させる圧縮ナットを含み、圧縮ナットは、装置の外側ハウジングに形成された対応する複数のねじ山と係合する複数のねじ山を含み、
圧縮ナットと外側ハウジングとの間のねじ接続が、様々な濃度のＮＯを生成するためにアノードとカソードとの間の相対位置を調整するように構成されている装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、カソードの遠位端の外周部に形成された複数の孔をさらに含み、前記孔はガス流が電極間領域を通過する際に空気流の渦を作り出す装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置であって、
アノードが装置の外側ハウジングに電気的に接続されており、
カソードの一部を装置の外側ハウジングから絶縁するために、カソードの一部と装置の外側ハウジングの一部との間に絶縁体が配置されている装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、前記絶縁体に結合された中間電極をさらに含み、前記中間電極は、カソードに関連付けられたハフニウムチップに隣接するように配置されていることで、中間電極とハフニウムチップとの間で電気アークが発生し、前記電気アークは前記電極間領域に発せられる装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の装置であって、装置の外側ハウジングは下部シェルと上部シェルとを含み、カソードは下部シェル内に配置され、絶縁体はカソードと下部シェルとの間に配置されて、カソードと下部シェルとを互いに絶縁している装置。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の装置であって、装置の外側ハウジングは下部シェルと上部シェルとを含み、下部シェルは、流体入口ポートに結合された第１の下部冷媒通路と、流体出口ポートに結合された第２の下部冷媒通路とを含み、上部シェルは、第１の下部冷媒通路と連通する第１の上部冷媒通路と、第２の下部冷媒通路と連通する第２の上部冷媒通路とを含み、下部シェルを上部シェルに結合させたとき、第１及び第２の下部冷媒通路が第１及び第２の上部冷媒通路と整列するようになっている装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、絶縁体は、冷却流体が電極間領域に至る前にカソードの上部に直接接触するための経路を提供する１つ以上の冷媒入口を含む装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置であって、
カソードを装置の外側ハウジングから絶縁するためにカソードの一部と装置の外側ハウジングの一部との間に配置された絶縁体と、
装置の外側ハウジングの一部とカソードの一部との間に誘電体バリアを提供するためのカソード絶縁体と、
前記絶縁体を前記カソード絶縁体に結合させるための相補形の結合機構であって、前記絶縁体又は前記カソード絶縁体の一方に形成された突起を受け入れるために前記絶縁体又は前記カソード絶縁体の他方に形成された凹部を含む相補形の結合機構とをさらに含む装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置であって、前記カソード絶縁体は、前記絶縁体の一部を受けるための内部ボアホールを含み、前記絶縁体が前記カソード絶縁体の内部ボアホール内に受け入れられたときに、凹部と突起とが互いに嵌合して、前記絶縁体に対する前記カソード絶縁体の位置を固定する装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の装置であって、
位置合わせブッシングと、
位置合わせブッシングをカソード絶縁体に結合するための相補形の特徴と
をさらに含み、位置合わせブッシングをカソード絶縁体に結合するための相補形の特徴は、位置合わせブッシング又はカソード絶縁体の一方に形成された突起を受け入れて位置合わせブッシングに対するカソード絶縁体の位置を固定するために位置合わせブッシング又はカソード絶縁体の他方に形成された凹部を含む装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、
冷媒分離体と、
位置合わせブッシングを冷媒分離体に結合するための相補形の特徴と
をさらに含み、位置合わせブッシングを冷媒分離体に結合するための相補形の特徴は、位置合わせブッシング又は冷媒分離体の一方に形成された突起を受け入れて位置合わせブッシングに対する冷媒分離体の位置を固定するために位置合わせブッシング又は冷媒分離体の他方に形成された凹部を含む装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、位置合わせブッシングは、冷媒分離体の一部を受け入れるための内部ボアホールと、冷媒分離体が位置合わせブッシングの内部ボアホール内に受け入れられたときに互いに嵌合して位置合わせブッシングに対する冷媒分離体の位置を固定するための凹部及び突起とを含む装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置であって、
カソードの一部から装置の外側ハウジングを絶縁するためにカソードの一部と装置の外側ハウジングの一部との間に配置された絶縁体と、
前記絶縁体に結合された中間電極と、
中間電極と電極間領域との間に配置されたチャンバスタンドオフであって、電気的接続を妨げる誘電材料で構成されたチャンバスタンドオフと
をさらに含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に医療機器に関し、より具体的には一酸化窒素を含有する混合ガスを用いた生物学的対象の治療を提供するための装置及び方法に関する。開示された方法及び装置は、腹部手術、胸部手術、化膿性手術、血管手術及び形成手術、腫瘍学、泌尿器学、歯科学、眼科学、足病学、脳神経外科及び他の医学分野を含む、一般の様々な病理学的過程の治療に適している。
【背景技術】
【０００２】
空気と窒素を含む混合物を調製し、その混合物を患者の組織に直接供給することによって医学的病状を治療する装置及び方法が知られている。例えば、特許文献１（その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる）は、生物学的対象を治療するための一酸化窒素（ＮＯ）含有ガス流を形成する装置及び方法を開示している。
【０００３】
ＮＯは、生物学的対象を治療するために使用された場合に用量に関係する反応を生じる医薬分子である。したがって、ＮＯは、所望の治療効果を達成する用量又は濃度で送達されなければならない。生体システム及び生体組織の複雑さのために、所望の効果を達成するために必要とされるＮＯ濃度レベルは用途に応じて異なるであろう。ある治療に必要な高濃度のＮＯは、別の治療に使用されると有毒になる可能性がある。医療及び獣医用途には、装置が様々な濃度レベルでＮＯを生成する能力を有することが不可欠である。既知の装置及び方法の１つの制限は、発生するＮＯの濃度が、アノードとカソードとの間の距離が固定されており、放電に関して固定された電気的パラメータに合わせられている装置によって制限されることである。
【０００４】
効果的な治療のためには、装置から生成されるＮＯ濃度が一定であることも重要である。
さらに、装置は再現性よく安定して製造可能であることが重要であるが、それを達成するのは困難である。ＮＯ生成装置が効果的に作動するためには、出力パラメータを制御するために再現可能な一定のアークギャップを維持することが重要である。しかしながら、相互接続された多数の構成要素からなる装置を正確に製造することには困難が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，４９８，０００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらを考慮すると、先行技術の装置に関連する欠点及び制限を克服する改良された装置及び方法を提供することが望ましい。さらに、より容易に製造できる改良された装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この概要は、詳細な説明において以下でさらに説明される概念の選択を単純化された形で紹介するために提供される。この概要は、請求される主題の主要な特徴又は本質的な特徴を決定することを意図するものではなく、請求される主題の範囲を決定する際の補助となることも意図していない。
【０００８】
本明細書に開示されるのは、生物学的対象を治療するためにＮＯ含有プラズマガス流を形成するための改良された装置である。一実施形態では、装置は、アノード、カソード、カソードとアノードとの間の電極間領域、ＮＯ含有ガス流を導き装置から放出するための、電極間領域からノズルへと通じるＮＯ含有ガス流出口チャネル、及び、様々な濃度のＮＯを生成するためにアノードとカソードの間の相対位置を調整する手段を含むことができる。
【０００９】
一実施形態では、装置は、カソードの遠位端の外周部に形成された複数の孔を含むことができ、孔はガス流が電極間領域を通過する際に空気流の渦を作り出す。
一実施形態では、装置は流体入口ポート及び流体出口ポートに結合された冷媒通路を含むことができ、冷却流体は、流体入口ポートを介して装置に導入され、冷媒通路を通って装置を循環し、流体出口ポートを通って外に出されることが可能である。冷却流体は誘電性であってもよい。あるいは、冷却流体は導電性であってもよい。
【００１０】
一実施形態では、装置は、ＮＯ含有ガスをノズルに導くのと同時にＮＯ含有ガス流出口チャネルを冷却流体から分断するための冷媒分離体をさらに含むことができる。
一実施形態では、装置は外側ハウジングをさらに含むことができ、アノードは装置の外側ハウジングに電気的に接続されている。装置はまた、カソードの一部を装置の外側ハウジングから絶縁するために、カソードの一部と装置の外側ハウジングの一部との間に配置された絶縁体を含んでもよい。装置はまた、絶縁体に結合された中間電極（ｉｎｔｅｒｉｍ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を含むことができ、この中間電極は、カソードに関連付けられたハフニウムチップに隣接するように配置され、その結果、中間電極とハフニウムチップとの間で電気アークが発生し、その電気アークは電極間領域に発せられる。
【００１１】
一実施形態では、装置の外側ハウジングは、下部シェルと上部シェルとを含み得る。下部シェルは、上部シェルに形成された対応する複数のねじ山と係合する複数のねじ山を含むことができる。一実施形態では、カソードを下部シェル内に配置し、絶縁体をカソードと下部シェルとの間に配置して、カソードと下部シェルとを互いに絶縁することができる。
【００１２】
一実施形態では、下部シェルは、流体入口ポートに結合された第１の下部冷媒通路と、流体出口ポートに結合された第２の下部冷媒通路とを含むことができる。上部シェルは、第１の下部冷媒通路と連通する第１の上部冷媒通路と、第２の下部冷媒通路と連通する第２の上部冷媒通路とを含むことができ、下部シェルを上部シェルに結合させたとき、第１及び第２の下部冷媒通路が第１及び第２の上部冷媒通路と整列するようになっている。
【００１３】
一実施形態では、絶縁体は、冷却流体がカソードと相互作用するための経路を提供する１つ以上の冷媒入口を含み得る。１つ以上の冷媒入口は、冷却流体が電極間領域に至る前にカソードの上部に直接接触するための経路を提供し得る。
【００１４】
一実施形態では、ノズルは、ノズルの回転によってアノードをカソードに向かって前進させる圧縮ナットを含み、ナットは、装置の外側ハウジングに形成された対応する複数のねじ山と係合する複数のねじ山を含む。一実施形態では、ノズルは、ジャケットアセンブリ、ノズルチップドライバ、及びＮＯ含有ガスを放出するためのノズルチップをさらに含むことができる。ジャケットアセンブリは、ノズルチップドライバの回転がアノード（例えば、ノズルチップ、冷媒分離体、及びアークチャンバ）をカソードに向かって前進させるように、圧縮ナットの形態であり得る。ジャケットアセンブリは、装置の外側ハウジングに形成された対応する複数のねじ山と係合するための複数のねじ山を含むことができる。ノズルチップドライバは、ジャケットアセンブリに形成された対応する複数のねじ山と係合するための複数のねじ山を含み得る。
【００１５】
一実施形態では、カソードは、空気がカソードを通って電極間領域に流れ込むようにするための経路を提供する中央中空部分を含み得る。
一実施形態では、装置は、カソードを装置の外側ハウジングから絶縁するためにカソードの一部と装置の外側ハウジングの一部との間に配置された絶縁体をさらに含むことができる。装置はまた、装置の外側ハウジングの一部とカソードの一部との間に誘電体バリアを提供するためのカソード絶縁体を含み得る。絶縁体は、相補形の結合機構によってカソード絶縁体に結合することができる。
【００１６】
一実施形態では、相補形の結合機構は、絶縁体又はカソード絶縁体の一方に形成された突起を受け入れるために絶縁体又はカソード絶縁体の他方に形成された凹部を含み得る。カソード絶縁体は、絶縁体の一部を受けるための内部ボアホールを含むことができ、絶縁体がカソード絶縁体の内部ボアホール内に受け入れられたときに、凹部と突起とが互いに嵌合して、絶縁体に対するカソード絶縁体の位置を固定する。
【００１７】
一実施形態では、装置は、位置合わせブッシングと、位置合わせブッシングをカソード絶縁体に結合するための相補形の結合機構とをさらに含むことができる。一実施形態では、位置合わせブッシングをカソード絶縁体に結合するための相補形の結合機構は、位置合わせブッシング又はカソード絶縁体の一方に形成された突起を受け入れて位置合わせブッシングに対するカソード絶縁体の位置を固定するために位置合わせブッシング又はカソード絶縁体の他方に形成された凹部を含み得る。
【００１８】
一実施形態では、装置はまた、位置合わせブッシングを冷媒分離体に結合するための相補形の結合機構を含むことができる。一実施形態では、位置合わせブッシングを冷媒分離体に結合するための相補形の結合機構は、位置合わせブッシング又は冷媒分離体の一方に形成された突起を受け入れて位置合わせブッシングに対する冷媒分離体の位置を固定するために位置合わせブッシング又は冷媒分離体の他方に形成された凹部を含み得る。
【００１９】
一実施形態では、位置合わせブッシングは、冷媒分離体の一部を受け入れるための内部ボアホールと、冷媒分離体が位置合わせブッシングの内部ボアホール内に受け入れられたときに互いに嵌合して位置合わせブッシングに対する冷媒分離体の位置を固定するための凹部及び突起とを含む。
【００２０】
一実施形態では、装置は、カソードの一部から装置の外側ハウジングを絶縁するためにカソードの一部と装置の外側ハウジングの一部との間に配置された絶縁体を含むことができる。さらに、装置は、絶縁体に結合された中間電極と、中間電極と電極間領域との間に配置されたチャンバスタンドオフとを含み得る。チャンバスタンドオフは、電気的接続を妨げる誘電材料で構成することができる。
【００２１】
例示を目的として、開示された装置の特定の実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一酸化窒素を含有する混合ガスを用いて生物学的対象の治療を提供するためのＮＯ生成装置の例示的な実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の２−２線に沿った、図１に示す装置の断面図である。
【図３】図１の２−２線に沿った、図２に示す装置の第２の断面図である。
【図３Ａ】図３に示す装置の電極間領域を詳細に示す図である。
【図４】図１に示す装置の分解図である。
【図５Ａ】図１に示す装置で使用するための、絶縁体の例示的実施形態及び絶縁体に結合された中間電極の例示的実施形態の側面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す絶縁体及び中間電極の分解図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示す絶縁体及び中間電極の詳細図である。
【図６Ａ】は、図５Ａに示す絶縁体の斜視図である。
【図６Ｂ】図１に示す装置に使用するためのカソード絶縁体の例示的実施形態の斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ａに示す絶縁体に結合された図６Ｂに示すカソード絶縁体の端面図である。
【図７Ａ】図６Ｂに示すカソード絶縁体に結合された位置合わせブッシングの例示的実施形態の側面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す位置合わせブッシング及びカソード絶縁体の分解図である。
【図８Ａ】冷媒分離体及び位置合わせブッシングの例示的実施形態の分解斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す冷媒分離体に結合された位置合わせブッシングの端面図である。
【図９Ａ】図１に示す装置と共に使用することができるカソードチップの例示的実施形態の側面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの９Ｂ−９Ｂ線に沿った、図９Ａに示すカソードチップの断面図である。
【図９Ｃ】図９Ａの９Ｃ−９Ｃ線に沿った、図９Ａに示すカソードチップの断面図である。
【図１０Ａ】ねじ回転により調整可能なアノードの代替の例示的実施形態の側面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの１０Ｂ−１０Ｂ線に沿った、図１０Ａに示す調整可能なアノードの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、本開示による装置及び方法の好ましい実施形態が示されている添付の図面を参照して、本開示による装置及び方法をより十分に説明する。しかしながら、開示された装置及び方法は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示を詳細かつ完全なものとし、装置及び方法の範囲を当業者に十分に伝えるために提供される。さらに、開示された装置は、多数の新規な特徴を含むものとして図示及び説明されるが、装置は説明された特徴の全てを含むものに限定されず、装置は説明された特徴のうちの１つ又は複数を含むものであり得る。図面において、同じ番号は全体を通して同じ構成要素を指す。
【００２４】
本開示は、一酸化窒素を含有する混合ガス（本明細書ではＮＯ含有ガスと呼ぶ）を用いた生物学的対象の治療を提供するための改良された装置及び方法を記載する。図１〜図４を参照すると、ＮＯ含有ガスを製造及び供給するための改良された装置１０が示されている。概して言えば、装置１０は生物学的対象を治療するためのＮＯ含有ガスを形成することができる。装置１０は、ＤＣアーク放電を用いて電極間領域５００（例えば、カソードとアノードとの間の領域）にＮＯを生成することによって、ＮＯ含有ガスを形成することができる。より詳細に説明されるように、装置１０は、現在ある装置と比較して、より一定した出力で様々な濃度の一酸化窒素（「ＮＯ」）を生成し、装置１０の先端から放出するように構成され得る。具体的には、装置１０は、高電圧電気アーク放電、高速空気衝突、及び再循環冷却流体が１つ又は複数の組み合わせで重なるように特別に作られているために、従来技術の装置と比較して様々な濃度のＮＯ含有ガスを生成する。そのため、この改良された装置は、例えば血液凝固、創傷治癒、瘢痕除去、消毒といった特定の生物学的対象の選択的治療を可能にする。
【００２５】
概して言えば、装置１０は、アノード２０、カソード６０、ＮＯ含有ガスを生成するための中間電極１２０、及び、ＮＯ含有ガス流を導き装置１０から放出するための、電極間領域５００からノズル２００へと通じるＮＯ含有ガス流出口チャネル１５２を含む。使用時には、アノード２０は単一部品として形成することができる。あるいは、アノード２０は互いに結合される複数の部品から製造されてもよい。図示のように、アノード２０は、近位アノード１５０、冷媒分離体１６０、及びノズル２００を含み得る。さらに、図示のように、近位アノード１５０、冷媒分離体１６０、及びノズル２００は、互いにねじ結合されてもよいが、例えば溶接、圧入などを含む任意の他の手段によって結合されてもよいと考えられる。
【００２６】
設計上、以下により詳細に説明するように、カソード６０に対するアノード２０の位置は、様々な濃度のＮＯ含有ガスを生成するように調整することができる。すなわち、図３Ａを参照すると、本開示の一態様によれば、アノード２０、より具体的には近位アノード１５０は、近位表面２１を有し得る。さらに、カソード６０、より具体的にはハフニウムチップ８０は、遠位表面６１を有し得る。カソード６０の遠位端６１とアノード２０の近位表面２１との間で測定される長手方向距離Ｘは、異なるＮＯ濃度を生じるように変更することができる。理解されるように、カソード６０の遠位端６１とアノード２０の近位表面２１との間の隔たり又は距離Ｘを変更すると、プラズマアークを維持するためにカソード６０に印加する必要がある電圧の量が変化するため、ガス中のＮＯ濃度が変化する。使用中、カソード６０の遠位端６１とアノード２０の近位表面２１との間の距離Ｘは、本明細書に記載の機構を含むがこれらに限定されない、現在知られているか又は今後開発される任意の適切な機構によって調整できる。
【００２７】
装置１０はまた、外側ハウジング３０を含み得る。外側ハウジング３０は、装置１０の外部ハウジング又は筐体を含み得る。さらに、以下により詳細に説明されるように、使用中、外側ハウジング３０は電気的接地の機能を果たすか又はそれを受ける。さらに、外側ハウジング３０は、装置１０内に流体を取り込んで導くための容器又はハウジングとして機能する。図示の実施形態では、外側ハウジング３０は、組み立てを容易にするために、２つの構成要素、例えば下部シェル３２と上部シェル４０とから形成することができる。以下により詳細に説明されるように、下部シェル３２及び上部シェル４０は、互いにねじ結合されてもよいが、それらは単一部品として製造されることを含む他の手段によって結合されてもよい。
【００２８】
カソード６０は単一部品として形成されてもよい。あるいは、カソード６０は互いに結合される複数の部品から製造されてもよい。図示のように、カソード６０は、近位カソード６２及び遠位カソード６４を含み得る。使用時には、カソード６０は下部シェル３２内の中央に配置することができる。図示のように、近位カソード６２及び遠位カソード６４は、互いにねじ結合されてもよいが、例えば溶接、圧入などを含む任意の他の手段によって結合されてもよいと考えられる。
【００２９】
一実施形態では、カソード６０はまた、遠位カソード６４と関連付けられたハフニウムチップ８０を含み得る。ハフニウムチップ８０は、例えば圧入を含む任意の手段によってカソード６０（例えば遠位カソード６４）に結合することができる。使用中、ハフニウムチップ８０はアークを安定化又は維持するための電子を供給又は放出するように作用する。あるいは、ハフニウム以外の金属も使用され得ることが想定される。さらに、代替の実施形態では、例えば装置が高電圧／低電流仕様の場合、カソードは「チップレス」であり得ることが想定される。前述のように、アノード２０に対するカソード６０の位置は、様々な濃度のＮＯ含有ガスを生成するように調整することができる。すなわち、より詳細に説明されるように、一実施形態において、カソード６０とアノード２０との間の距離は、異なる濃度のＮＯ含有ガスを生成するように調整され得る。
【００３０】
装置１０はまた、カソード６０の少なくとも一部分と外側ハウジング３０の少なくとも一部分、例えば下部シェル３２との間に配置されて、外側ハウジング３０の少なくとも一部分をカソード６０から絶縁するための絶縁体１００を含むことができる。以下により詳細に説明されるように、中間電極１２０が、絶縁体１００の遠位端に配置されてもよい。以下により詳細に説明されるように、絶縁体１００は、例えば、ねじ結合によって（例えば、下部シェル３２の近位端３４において）外側ハウジング３０に結合されてもよい。加えて、絶縁体１００は、例えば、ねじ結合によって（例えば、近位カソード６２の近位端において）カソード６０に結合されてもよい。カソード６０（例えば近位カソード６２）と絶縁体１００との間にねじ接続部を設けることによって、絶縁体１００の遠位端に結合された中間電極１２０に対するカソード６０（ひいてはその遠位端に結合されたハフニウムチップ８０）の相対位置の調整を、例えば、ＮＯ濃度を変化させるために調節可能に変えることができる。このようにして、使用中、絶縁体１００は、中間電極１２０とカソード６０との間の間隔を固定するのを助ける。使用時には、組み立て時に、中間電極１２０をアノード２０（例えば近位アノード１５０）及びカソード６０内又はそれらに隣接して配置して、アノード２０とカソード６０との間の電気アークの点火及び安定化をもたらすことができる。
【００３１】
使用時には、高電圧電源をカソード６０に接続することができ、一方、外側ハウジング３０を接地することができる。さらに、外側ハウジング３０は、アノード２０と電気的に接触していてもよく、例えば、上部シェル４０はノズルチップ２００と電気的に接触していてもよく、それにより、アノード２０を電気的に接地させることが可能となり、使用中、電極間領域５００（例えば、カソード６０とアノード２０との間の領域）にアークが発生する。すなわち、使用中、ノズルチップ２００、ノズルチップドライバ２２０、及びノズルチップ２００に関連付けられたジャケットアセンブリ２１０は、外側ハウジング３０と接触することにより電気的に接地されてもよい。接地は、冷媒分離体１６０及び近位アノード１５０に電気的に伝達されてもよく、その結果これらも接地されて、カソード６０とアノード２０との間の電極間領域５００にアークが生成される。前述のように、絶縁体１００は、カソード６０と外側ハウジング３０の一部との間（例えば、カソード６０と下部シェル３２の一部との間）に配置されて、外側ハウジング３０の少なくとも一部をカソード６０から絶縁することができる。さらに、アノード２０及びカソード６０は、ハフニウムチップ８０に隣接して配置されている中間電極１２０に対して電気的に絶縁されている。したがって、中間電極１２０は「浮遊」電位を有すると言える。この構成により、電気アークは、中間電極１２０とハフニウムチップ８０との間の接合部で発生し、電極間領域５００内に発せされる。電極間領域５００で生成されたＮＯ含有ガスは、ＮＯ含有ガス流出口チャネル１５２を通ってノズルチップ２００に向かう。具体的には、ＮＯ含有ガスは、近位アノード１５０、冷媒分離体１６０、及びノズルチップ２００に形成されたそれぞれの出力流路を通過し、これらの出力流路はカソード６０と一直線上にあって、ノズルチップ２００を通るＮＯ含有ガスの出力流を提供する。
【００３２】
装置１０は、電極間領域５００（例えば、カソード６０とアノード２０との間の領域）にＤＣアーク放電を生じさせるために現在知られているか又は今後開発される任意の方法を使用することができる。例えば、装置１０は、カソード６０に電圧を印加しそれらの間でＤＣアーク放電を発生させ維持するための電源を含むことができ、ここで、正の電位が外側ハウジング３０に印加され、負の電位がカソード６０に印加される。原料ガスが少なくとも酸素と窒素を含む場合、近位アノード１５０は、原料ガスを電極間領域５００（例えば、カソード６０とアノード２０との間の領域）に注入するためにカソード６０に形成された経路３３０（例えば、中央中空部分）と連通することができる。電極間領域５００はまた、電極間領域５００からのＮＯ含有ガス流を方向付けるためにアノード２０（例えば、近位アノード１５０、冷媒分離体１６０及びノズルチップ２００）に形成されたＮＯ含有ガス流出口チャネル１５２と連通してもよい。ＮＯ含有ガス流出口チャネル１５２は、ＮＯ含有ガス流を生物学的対象の治療に使うことができるように、ＮＯ含有ガス流をさらにノズルチップ２００に向かわせることができる。理解されるように、ＮＯ含有ガス流は、アノード２０（例えば、近位アノード１５０）とカソード６０との間の電極間領域５００内で発生し維持されるＤＣアーク放電の影響下、原料ガスからアノード２０（例えば、近位アノード１５０）と中間電極１２０とカソード６０との間の電極間領域５００内で形成される。
【００３３】
アノード２０とカソード６０との間のアーク放電は、カソード６０を横切る開回路ＤＣ電圧を供給し、１つ又は一連の高電圧パルスを形成してアノード２０とカソード６０との間に火花放電を生じさせることによって発生させることができる。開回路電圧の値は、火花放電の変化を定常アーク放電に提供するように選択され調整されてもよい。非限定的な例示的実施形態では、開回路電圧は少なくとも２００Ｖであり得、高電圧パルスは少なくとも４ｋＶであり得るが、開回路及び高パルス電圧の他の値の組み合わせも実施され得る。さらに、定常ＤＣアーク放電は少なくとも１．８Ａの電流によって維持され得、この場合、アーク放電は電極間領域５００（例えば、カソード６０とアノード２０との間の領域）において、カソード６０とアノード２０との間に形成される電気アークにわたってプラズマを安定して発生させるために中間電極１２０を使用して安定化される。
【００３４】
再び図１を参照して、装置１０の先端は、ジャケットアセンブリ２１０、ノズルチップドライバ２２０、及びＮＯ含有ガスを放出するためのノズルチップ２００を含むことができる。あるいは、装置１０の先端はより多い又はより少ない構成要素から製造され得ることが想定される。図示される実施形態では、以下により詳細に説明するように、ジャケットアセンブリ２１０は圧縮ナットの形態であってもよい。使用時には、ノズルチップドライバ２２０の回転は、中間電極１２０とアノード２０（例えば、近位アノード１５０）との間の正確な距離を確保するために中間電極１２０とアノード２０（例えば、近位アノード１５０）との間に配置されたチャンバスタンドオフ、スペーサ又はシリンダ（本明細書では交換可能に使用され、かつこれらに限定されない）４００にアノード２０（例えば、近位アノード１５０）が接触するまで、アノード２０（例えば、ノズルチップ２００、冷媒分離体１６０、及び近位アノード１５０）を中間電極１２０及びカソード６０に向かって前進又は移動させ得る。
【００３５】
図２〜４に示され、かつ前述したように、外側ハウジング３０は、２つの構成要素、すなわち下部シェル３２及び上部シェル４０から形成され得る。下部シェル３２は、近位端３４及び遠位端３６を含み得る。同様に、上部シェル４０は近位端４２及び遠位端４４を含み得る。外側ハウジング３０の遠位端３６は、上部シェル４０の近位端４２に形成された対応する複数のねじ山４６と係合する複数のねじ山３８を含むことができる。前述のように、外側ハウジング３０の近位端３４はまた、絶縁体１００の近位端１０２に形成された雄ねじ１０６と係合する複数の雌ねじ３９を含み得る。さらに、絶縁体１００は、カソード６０（例えば近位カソード６２）に形成された雄ねじ６３と係合する複数の雌ねじ１０７を含むことができる。使用時には、カソード６０を絶縁体１００にねじ結合することによって、使用者は、絶縁体１００の遠位端に結合されている中間電極１２０ならびにアノード２０に対するカソード６０（ひいては、その遠位端に結合されたハフニウムチップ８０）の相対位置を調整し、所望のＮＯ濃度を達成することができる。例えば、使用者は使用時に、限定するものではないが、ネジ回しやソケットドライバーなどの工具をカソード６０の近位端に係合させることができ、カソード６０を回転させることによってアノード２０及び中間電極１２０に対するカソード６０の位置を調節することができる。
【００３６】
さらに、ジャケットアセンブリ２１０は、近位端２１２及び遠位端２１４を含み得る。上部シェル４０の遠位端４４は、ジャケットアセンブリ２１０の近位端２１２に形成された対応する複数のねじ２１６と係合する複数のねじ４８を含むことができる。同様に、ノズルチップドライバ２２０は、ジャケットアセンブリ２１０の遠位端２１４に形成された対応する複数のねじ２１８と係合する複数のねじ２２２を含むことができる。ジャケットアセンブリ２１０にねじ込むときにノズルチップドライバ２２０を締め付け、又は緩めることで、様々な所望のＮＯ濃度を生成するためのカソード６０に対するアノード２０の調整可能な位置決めを行うことができる。下部シェル３２、上部シェル４０、絶縁体１００に形成された雄ねじ１０６、ジャケットアセンブリ２１０及びノズルチップドライバ２２０は、互いに係合する複数のねじを含むように説明及び図示されているが、各構成要素は現在知られているか又は今後開発される任意の他の手段によって互いに結合されてもよく、例えば、単一の一体部品として構成され得ることも含まれることを理解されたい。
【００３７】
前述のように、下部シェル３２は、カソード６０（例えば、近位カソード６２、遠位カソード６４、及びハフニウムチップ８０）を囲むことができる。さらに、外側ハウジング３０、より具体的には下部シェル３２は、中間電極１２０及び絶縁体１００をさらに包囲することができる。絶縁体１００は、例えば、ポリマー、セラミック、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの誘電材料から形成され得る。絶縁体１００は、カソード６０と外側ハウジング３０との間、例えばカソード６０と下部シェル３２との間に配置されて、カソード６０と下部シェル３２とを互いに絶縁することができる。さらに、前述のように、絶縁体１００はまた、カソード６０（例えば、近位及び遠位カソード６２、６４）を中間電極１２０から絶縁する。中間電極１２０はアークを発生させ、及びカソード６０からアノード２０への放電の連続性を維持／安定化するために使用される。
【００３８】
装置１０、より具体的には下部シェル３２はまた、十分な電気絶縁を提供するために、外側ハウジング３０（例えば下部シェル３２）とカソード６０との間に誘電体バリアを提供するためのカソード絶縁体８５を含み得る。
【００３９】
外側ハウジング３０、より具体的には上部シェル４０は、近位アノード１５０などのアノード２０、冷媒分離体１６０及びノズルチップ２００を包囲することができる。使用時に、高電圧電源がカソード６０に接続されると、中間電極１２０とカソード６０（例えば、ハフニウムチップ８０）との間及びアノード２０上に電気アークが発生し、それによって、電極間領域５００（例えば、カソード６０とアノード２０との間の領域）において、カソード６０とアノード２０との間に形成される電気アークにわたってＮＯ含有ガスプラズマが発生する。その後、ＮＯ含有ガスは、カソード６０と一直線上にある近位アノード１５０、冷媒分離体１６０、及びノズルチップ２００に形成された出力流路を通って導かれる。このようにして、ＮＯ含有ガスの出力流がノズルチップ２００を通って排出される。
【００４０】
前述のように、装置１０は、その中に流体を受容するための１つ以上の経路を含み得る。図２及び３を参照すると、一実施形態では、装置１０、より具体的には下部シェル３２及び絶縁体１００は、流体入口ポート３００及び流体出口ポート３０２にそれぞれ結合された第１及び第２の下部冷媒通路３１０、３１２を形成し得る。同様に、装置１０、より具体的には上部シェル４０及び冷媒分離体１６０は、第１及び第２の下部冷媒通路３１０、３１２とそれぞれ連通する第１及び第２の上部冷媒通路３２０、３２２を形成し得る。使用時に、下部シェル３２が上部シェル４０に結合されると、第１及び第２の下部冷媒通路３１０、３１２は、第１及び第２の上部冷媒通路３２０、３２２と整列する。このようにして、流体は、流体入口ポート３００から装置１０に導入され、下部及び上部シェル３２、４０の間及びカソード６０とアノード２０との間にそれぞれ位置する第１の下部冷媒通路３１０及び第１の上部冷媒通路３２０を介して装置１０を通って循環する。上部シェル４０の遠位端で、冷却流体は、第２の上部冷媒通路３２２を、次いで第２の下部冷媒通路３１２を通過し、外側ハウジング３０の近位端３４に位置する流体出口ポート３０２を通って出る。より具体的には、冷却流体は、下部シェル３２の近位端３４に配置された流体入口ポート３００から装置１０に導入され得る。冷却流体は、下部シェル３２内に形成された流体経路を移動して、冷媒分離体１６０に隣接する上部シェル４０内に入り、その後戻され、下部シェル３２の近位端３４に配置された流体出口ポート３０２を介して装置１０から出ることができる。
【００４１】
一般に、冷却流体が外側ハウジング３０内に形成された冷媒通路を通って移動すると、ＮＯ含有ガスからの熱が冷媒分離体１６０を通って冷却流体内に伝達されるので、ＮＯ含有ガスがノズルチップ２００に向かって移動するにつれてその温度が低下する。
【００４２】
以下により詳細に説明するように、絶縁体１００はまた、冷却流体がカソード６０と相互作用するための経路を提供する１つ以上の冷媒入口１０８を含み得る。すなわち、絶縁体１００は、中間電極１２０の手前で冷却流体がカソード６０の少なくとも一部（例えば、遠位カソード６４）に直接接触するための経路を提供する１つ以上の冷媒入口１０８を含むことができる。これらの冷媒入口１０８の構成は、カソード６０から冷却流体への熱の移動を最大にするように設計されているため、負荷時のカソード６０の動作温度を低下させる。
【００４３】
一実施形態では、流体は導電性であってもよい。対照的に、エチレングリコール、プロピレングリコール、又はシリコーンオイルなどの誘電性流体を使用して熱の移動を最大にし、かつ中間電極１２０がカソード６０から電位を獲得するのを防ぐことができる。
【００４４】
図示のように、絶縁体１００、冷媒分離体１６０、及び冷媒通路３１０、３２０、３２２、３１２に隣接して配置された他の構成要素は、実質的に平坦な、又は、内部構成要素の冷却を促進することができるようにリブ付きの形状又は表面積を有してもよい。この態様によれば、絶縁体１００、冷媒分離体１６０、及び冷却流体の間の接触面積が最大化されるため、それらの間の熱伝達（例えば冷却効率）が向上する。
【００４５】
ノズルチップを超えて冷却を提供する（すなわち、ＮＯ含有ガスの冷却が主にノズルチップを出た後に行われる）従来の装置とは対照的に、開示された装置１０は、冷却流体を介した冷却が、例えば近位アノード１５０内など、装置１０内で始まることを可能にする。すなわち、本開示の一態様によれば、冷却流体は、近位アノード１５０からノズルチップ２００までの間のＮＯ含有ガス流出口チャネル１５２の実質的な長さに沿って、ＮＯ含有ガスと相互作用してこれを冷却することができる。この態様によれば、放出されるＮＯ含有ガスは、従来の装置と比較して、装置１０から出る前にはるかに良く冷却される。ノズルチップ２００を出るＮＯ含有ガスの温度が低いため、治療部位に直ちに向けることができるＮＯ含有ガスの濃度を、従来の装置と比較してより高くすることができる。非限定的な例示的実施形態では、ノズルチップ２００を出るＮＯ含有ガスは、約５０℃以下であり得、７００〜１，１００ｐｐｍのＮＯを含み得る。
【００４６】
前述のように、カソード６０は、電極間領域５００内にプラズマを発生させる際に使用される空気がカソード６０を通って電極間領域５００に流れ込むようにするための経路３３０を提供する中央中空部分をさらに含むことができる。図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃを参照すると、一実施形態では、カソード６０の遠位端は、１つ以上の接線方向の孔６００を含み得る。使用中、孔６００は、ハフニウムチップ８０の周りの空気を電極間領域５００へと移動させる。接線方向の孔６００は、ガスが電極間領域５００を通過するときに空気流に渦を生じさせるように構成されてもよい。すなわち、図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃに示されているカソードチップの例示的な実施形態に関して、空気が中央中空部分を通って孔６００から出る際に、空気はカソード６０（例えばハフニウムチップ８０）の周りを旋回する。旋回する空気流は、中間電極１２０及びアノード２０を通って出るときにプラズマ及びその残光を取り囲み、これがアークの安定化を助け、その結果、より安定したＮＯ生成がもたらされる。
【００４７】
使用中、空気ポンプ（図示略）は、装置１０の近位端３４を通して付勢された空気を（経路３３０を介して）カソード６０内に供給し、ノズルチップ２００から出させることができる。これにより、電極間領域５００内で生成されたＮＯ含有ガスを、ノズルチップ２００を通して押し進め、治療領域に衝突させることができる。
【００４８】
前述のように、中間電極１２０は絶縁体１００に結合されてもよい。図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、絶縁体１００は、近位端１０２と、遠位端１０４と、外側ハウジング３０に形成されたねじ山３９と係合するために近位端１０２に形成された複数のねじ山１０６と、中間電極１２０の近位端１２２に形成されたねじ山１２６（例えば、雄ねじ）とねじ結合するようにその遠位端１０４に形成された複数のねじ山１１０（例えば、雌ねじ）とを含むことができる。さらに、図示のように、中間電極１２０は、その遠位端１２４に形成された拡大フランジ１２８を含むことができ、そのため、中間電極１２０に形成されたねじ山１１０と絶縁体１００に形成されたねじ山１１０とが完全に係合したときに、中間電極１２０が絶縁体１００及びカソード６０に対して固定位置に配置され得る。すなわち、中間電極１２０に、絶縁体１００の遠位端１０４に突き当たるようにフランジ１２８を設けることによって、中間電極１２０とカソード６０との間に一定の距離を維持することが可能となる。絶縁体１００と中間電極１２０はねじ結合されるように図示及び説明されているが、それらは他の手段によって互いに結合されてもよいことが想定されることに留意されたい。それに加えて又はそれに代えて、装置１０はまた、中間電極１２０に隣接する遠位カソード６４の遠位端とハフニウムチップ８０との間に配置された中間電極スタンドオフ９０を組み込んでいてもよい。１つの例示的実施形態では、中間電極スタンドオフ９０は誘電材料から製造することができる。中間電極に形成されたフランジ１２８の代わりに中間電極スタンドオフ９０を使用して、遠位カソード６４と中間電極１２０との間に正確なギャップ距離を提供することができる。
【００４９】
図５Ｃを参照すると、絶縁体１００はまた、冷媒に好ましい方向で中間電極１２０を直接冷却させるために、冷媒入口１０８と連通する１つ以上の幾何学的特徴１１５を含むことができる。すなわち、図示のように、絶縁体１００の遠位端１０４は、例えば陥凹面、肩部などの、流体が冷媒入口１０８から中間電極１２０上に出るのを直接助ける１つ以上の幾何学的特徴１１５を含むことができる。この態様では、より多量の流体が、冷媒入口１０８を出て、中間電極１２０を横切り又はその上を通過することが期待できる。
【００５０】
装置１０は、装置１０の組み立てを容易にするために装置１０の様々な構成要素を相互接続するための１つ以上の位置合わせ機構をさらに含み得る。例えば、図６Ａ〜６Ｃを参照すると、絶縁体１００（図６Ａ）は、カソード絶縁体８５（図６Ｂ）に結合するための１つ以上の相補形の特徴を含むことができる。絶縁体１００をカソード絶縁体８５に結合させるための相補形の係合機構を提供することによって、装置１０は、絶縁体１００とカソード絶縁体８５との間の固定された一貫した配置をより良好に維持することができる。絶縁体１００とカソード絶縁体８５との間の相補形の係合機構は、現在知られているか又は今後開発される任意の適切な機構であり得る。１つの例示的実施形態では、図示のように、絶縁体１００は、例えば絶縁体１００の遠位端１０４に形成された１つ以上の凹部１１６を含むことができる。一方、カソード絶縁体８５は、その遠位端８７に形成された１つ以上の内側に突出した突起８８を含み、絶縁体１００がカソード絶縁体８５に形成された内部ボアホール８６に挿入されると、カソード絶縁体８５に形成された突起８８が、絶縁体１００に形成された凹部１１６と嵌合するため、カソード絶縁体８５に対する絶縁体１００の位置が固定される。
【００５１】
図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、カソード絶縁体８５はまた、位置合わせブッシング４５０、例えば位置合わせブッシング４５０の近位端４５２に結合するための１つ以上の相補形の特徴を含むことができる。カソード絶縁体８５を位置合わせブッシング４５０に結合させるための相補形の係合機構を提供することによって、装置１０は、カソード絶縁体８５と位置合わせブッシング４５０との間の固定された一貫した配置をより良好に維持することができる。カソード絶縁体８５と位置合わせブッシング４５０との間の相補形の係合機構は、現在知られているか又は今後開発される任意の適切な機構であり得る。１つの例示的実施形態では、図示のように、カソード絶縁体８５は、例えばカソード絶縁体８５の遠位端８７に形成された１つ以上の凹部９１を含むことができる。一方、位置合わせブッシング４５０は、その近位端４５２に形成された１つ以上の突起４５４を含むことができ、カソード絶縁体８５が位置合わせブッシング４５０に結合されると、位置合わせブッシング４５０に形成された突起４５４がカソード絶縁体８５に形成された凹部９１に嵌合するため、位置合わせブッシング４５０に対するカソード絶縁体８５の位置が固定される。
【００５２】
図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、位置合わせブッシング４５０はまた、冷媒分離体１６０に結合するための１つ以上の相補形の特徴を含むことができる。位置合わせブッシング４５０を冷媒分離体１６０に結合させるための相補形の係合機構を提供することによって、装置１０は、位置合わせブッシング４５０と冷媒分離体１６０との間の固定された一貫した配置、ひいては、冷媒分離体１６０に結合された近位アノード１５０、中間電極１２０、及びカソード６０の一貫した配置をより良好に維持できる。位置合わせブッシング４５０と冷媒分離体１６０との間の相補形の係合機構は、現在知られているか又は今後開発される任意の適切な機構であり得る。１つの例示的実施形態では、図示のように、冷媒分離体１６０は、例えばその近位端１６２に形成された１つ以上の凹部１６４を含むことができる。一方、位置合わせブッシング４５０は、その近位端４５２に形成された１つ以上の内側に突出する突起４５６を含むことができ、冷媒分離体１６０が位置合わせブッシング４５０に形成された内部ボアホール４５８に挿入されると、位置合わせブッシング４５０に形成された突起４５６が冷媒分離体１６０に形成された凹部１６４に嵌合するため、位置合わせブッシング４５０に対する冷媒分離体１６０の位置が固定される。冷媒分離体１６０はまた、冷媒分離体１６０を位置合わせブッシング４５０に挿入して冷媒分離体１６０と位置合わせブッシング４５０との間に適切な間隔を提供するための制限停止を提供するための１つ以上の停止部１６６を含み得る。これにより、近位アノード１５０と中間電極１２０との間に適切な間隔が提供される。
【００５３】
本明細書に記載の特徴に従って装置を製造及び組み立てることによって、例えば、遠位カソード６４、中間電極１２０、及び近位アノード１５０を含む様々な構成要素の適切かつ一貫した配置及び位置決めを達成することが、中間電極１２０のフランジ１２８が絶縁体１００の遠位端１０４に接触するように、中間電極１２０に形成されたねじ山１２６が絶縁体１００に形成されたねじ山１１０と噛み合うときに可能になると考えられる。また、様々な構成要素の適切な位置決め後に、ジャケットアセンブリ２１０が上部シェル４０の遠位端４４に固定され、ノズルチップドライバ２２０がジャケットアセンブリ２１０に形成されたねじ山と係合するようにねじ込まれることにより、ノズルチップドライバ２２０の回転はノズルチップ２００、冷媒分離体１６０、及び近位アノード１５０をカソード６０に向かって前進させる。ノズルチップドライバ２２０の回転は、ＮＯ濃度を変化させるためのアノード２０とカソード６０との間の距離の調整を可能にすることも考えられる。
【００５４】
さらに、絶縁体１００をカソード絶縁体８５と結合し、位置合わせブッシング４５０をカソード絶縁体８５と結合し、位置合わせブッシング４５０を冷媒分離体１６０と結合するための相補形の係合機構の組み込みは、デバイス１０の様々な構成要素を内部で位置合わせすることを容易にし、これはさらに、デバイス１０の適切な組み立てを確実にし、また、中間電極１２０、カソード６０、及びアノード２０の間の間隔の調整を可能にする。
【００５５】
図２〜４を参照すると、装置１０は、中間電極１２０と近位アノード１５０との間に配置されたチャンバスタンドオフ又はスペーサ４００をさらに含み得る。チャンバスタンドオフ４００はチャンバシール４０２を伴ってもよく、例えば、チャンバシール４０２は、チャンバスタンドオフ４００を外側で囲むためのシールの形態であってもよく、チャンバシール４０２は、中間電極１２０と近位アノード１５０との間のチャンバ領域をシールする。図示の実施形態では、チャンバスタンドオフ４００は、下部シェル３２の遠位端３６及び上部シェル４０の近位端４２に隣接している。チャンバスタンドオフ４００は、いくつかの実施形態では、装置１０の製造及び組み立てを単純化することができる。すなわち、ノズルチップドライバ２００と組み合わせてチャンバスタンドオフ４００を使用することで、装置１０の他の要素の製造公差にかかわらず、中間電極１２０と近位アノード１５０との間の正確な距離を確実に達成することができる。組み立てられると、ノズルチップドライバ２２０の回転は、近位アノード１５０と接触しているチャンバスタンドオフ４００が中間電極１２０の遠位表面１２４と接触してアノード電極２０とカソード電極６０との間に正確な間隙距離を提供するまで、ノズルチップ２００、冷媒分離体１６０、及び近位アノード１５０をカソード６０に向かって押し付ける。理解されるように、アノード２０とカソード６０との間に正確に繰り返し可能なスタンドオフを提供することは、一定のアークギャップを提供し、それによってユニット間の出力パラメータを維持できるため重要であり得る。一実施形態では、チャンバスタンドオフ４００はセラミック材料から製造することができるが、他の適切な材料も考えられる。
【００５６】
使用中、ノズルチップドライバ２２０は、内部構成要素（例えば、ノズルチップ２００、冷媒分離体１６０、近位アノード１５０など）を回転させてチャンバスタンドオフ４００の遠位端に当たるまで降下させることを可能にする。既に述べたように、これらの要素の製造公差によらず、許容公差の大きいチャンバスタンドオフ４００を設けることによって、中間電極１２０と近位アノード１５０との間に、許容公差が大きくかつ非常に正確なスタンドオフ又は間隔を達成することができる。このように、チャンバスタンドオフ４００は許容公差の大きい単一の構成要素を提供し、他の構成要素を個別に調整する必要性を最小限にするため、単にノズルチップドライバ２２０を回転させてチャンバスタンドオフ４００に当たるまで降下させるだけで、装置１０の製造性、再現性及び検証可能性を大幅に高める。
【００５７】
装置１０はまた、冷却流体が空気セクション及び電気セクションに入ること（及びその逆）を防ぐため、内部構成要素間に適切な流体シールを維持するように、構成要素間に複数のＯリング４７５及び機械加工された溝を含んでもよい。例えば、Ｏリングをジャケットアセンブリ２１０と上部シェル４０の遠位端４４との間、ノズルチップ２００と冷媒分離体１６０との間、下部シェル３２の遠位端３６と上部シェル４０の近位端４２との間、遠位カソード６４と絶縁体１００との間等に配置することができる。
【００５８】
前述のように、使用時に、（ｉ）アノード２０とカソード６０との間の距離（例えば、アノード２０とカソード６０（ハフニウムチップ８０）との間の相対距離）、及び／又は（ｉｉ）カソード６０（例えば、ハフニウムチップ８０）に印加される電圧の一方又は両方を調節することによって、ＮＯ濃度の調節を行うことができる。理解されるように、カソード６０とアノード２０との間の隔たり又は距離（例えば、図３Ａにおける距離Ｘ）を変更すると、プラズマアークを維持するためにカソード６０に印加する必要がある電圧の量が変化するため、ガス中のＮＯ濃度も変化する。
【００５９】
使用時のアノード２０とカソード６０との間の距離又は相対位置は、現在知られているか又は今後開発される任意の機構によって達成することができる。一実施形態では、前述のように、装置は、中間電極１２０と近位アノード１５０との間に配置されたチャンバスタンドオフ又はスペーサ４００を含み得る。チャンバスタンドオフ又はスペーサ４００は、アノード２０とカソード６０との間に既知の再現可能な隔たり又は距離を提供するために使用される。一実施形態では、装置は、様々な寸法（例えば、異なる幅）を有する複数の又は一組のチャンバスタンドオフ又はスペーサ４００を備えてもよい。各幅は、使用時に、アノード２０とカソード６０との間の異なるそれぞれの隔たり、及びカソード６０に印加される異なるそれぞれの電圧に対応する。その結果、各チャンバスタンドオフ又はスペーサ４００は、得られるガスにおいて所定のＮＯ濃度を提供することができる。様々な異なるチャンバスタンドオフ又はスペーサ４００は、異なる濃度を提供する。そのため、ＮＯ濃度を所望のレベルに調整するためには、前述のように、使用者は対応するチャンバスタンドオフ又はスペーサ４００を装置に挿入し、アノード２０がチャンバスタンドオフ又はスペーサ４００に接触するように装置を組み立てるだけでよい。その後、使用者は、アノード２０が所定の位置に固定されるまでノズルチップドライバ２２０を締め付ける。アノード２０とカソード６０との間の所望の隔たり又は距離は、選択されたチャンバスタンドオフ又はスペーサ４００に基づいて自動的に達成される。例えば、一実施形態では、適切なサイズのチャンバスタンドオフ又はスペーサ４００などを介し、１．８アンペアで２３０Ｖをカソードに印加して、カソード６０からアノード２０までの距離を５ｍｍにすることによって、生じるガス流に約１０００ｐｐｍのＮＯが生成される。この例は限定的なものではなく、他のスタンドオフ／スペーサ寸法、印加電圧／電流及び空気流量を用いることで、得られるガスのＮＯの濃度、及び得られるガス流のＮＯの濃度を調整できることを理解されたい。
【００６０】
代替実施形態では、前述のように、アノード２０（例えば、近位アノード１５０）とカソード６０（例えば、ハフニウムチップ８０）との間の距離は、カソード６０の近位端の適切な凹部に結合させた工具、例えばネジ回し、ドライブソケットなどを使用して、カソード６０（例えば、近位カソード６２）を絶縁体１００に対して回転させることにより調整することができる。使用中、絶縁体１００に対するカソード６０の回転は、回転方向に応じてアノード２０（例えば、近位アノード１５０）に対してカソード６０（例えば、ハフニウムチップ８０）を前進又は後退させるねじ係合をもたらす。（生じる隔たりの大きさに応じて）同様の電圧が印加され、結果として生じる範囲のＮＯ濃度が得られる。例えば、適切なサイズのチャンバスタンドオフ又はスペーサ４００を選択することによって装置の動作を微調整し、次にカソード６０と絶縁体１００との間のねじ接続を使用して、カソード６０（例えば、ハフニウムチップ８０）をわずかに前進又は後退させるという追加の細かい位置調整を行うことができる。
【００６１】
さらに別の実施形態では、アノード２０とカソード６０との間の距離は調整可能アノード８００を用いて調整することができる。図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、調整可能アノード８００は、内側及び外側構成要素８２０、８４０、例えば、内側導電性構成要素８２０及び外側構成要素８４０を含み得る。使用時には、調整可能アノード８００は、装置の外側ハウジング３０内に配置されたアノード２０の代わりになり得る。内側構成要素８２０は、前述のアノード２０と機能的に同一であり得、（図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように）単一部品として、又は前述のように複数の構成要素から形成され得る。使用中、内側導電性構成要素８２０は、外側構成要素８４０に対して移動させることで調整可能である。例えば、図示のように、内側導電性構成要素８２０は、外側構成要素８４０の内表面に形成された雌ねじ８４２と係合する複数の雄ねじ８２２を含み得る。そのため、アノードとカソードとの間の距離は、例えばレンチなどの工具を使用して、アノードの内側構成要素８２０をアノードの外側構成要素８４０に対して回転させることによって調整することができる。使用時に、アノードの外側構成要素８４０に対するアノードの内側構成要素８２０の回転は、回転方向に応じてカソードに対してアノードを前進又は後退させるねじ係合をもたらす。（生じる隔たりの大きさに応じて）同様の電圧が印加され、結果として生じる範囲のＮＯ濃度が得られる。
【００６２】
さらに別の実施形態では、装置の外側ハウジング３０（例えば、下部シェル３２）に対して絶縁体１００を回転させることによって、カソード６０の位置をアノード２０に対して移動（例えば、伸長又は後退）させることができる。外側ハウジング３０に対する絶縁体１００の位置を調整することによって、アノード２０に対するカソード６０の位置を調整することができる。
【００６３】
本明細書で使用される場合、単数形で列挙され、単語「１つ」で始まる要素又はステップは、除外することが明示的に記載されていない限り、複数の要素又はステップを除外しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、記載された特徴を含む更なる実施形態の存在を排除するものとして解釈されることを意図していない。
【００６４】
本開示の特定の実施形態が本明細書に記載されているが、本開示がそれらに限定されることは意図しておらず、本開示は当該技術分野で可能な限り広い範囲であること、及び明細書も同様に解釈されることが意図される。したがって、上記の説明は限定として解釈されるべきではなく、単に特定の実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内で他の変更例を想定するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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