(57)【要約】  皮膚リサーフェイシングのための組織処置装置であって、ｒｆ（無線波）発生装置に接続された電極を持つ手持式の処置器具を有するものにおいて、プラズマジェットが器具内のガス導管を通過するイオン化可能ガスにより形成され、そのプラズマは導管の末端部のノズルから現れる。器具内には光学的検出器が組み込まれ、プラズマによって放出された放射を、導管内から直接受信して出力信号を形成し、その出力信号は器具へのｒｆエネルギーの適用開始後の予め定められた時間内に放射がない場合、または放射がｒｆエネルギー適用期間中ほぼ一定ではないときに、故障状態を示すように処理される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｒｆ（無線波）発生装置、処置器具および光学的分析デバイスを含む組織処置装置であって、
前記処置器具はガス導管を有し、このガス導管はプラズマ出射ノズル内で終端し、かつイオン化可能ガス源に接続可能とされており、また前記処置器具は前記導管に結合する一対の電極を有し、この電極は前記発生装置に接続可能であり、発生装置によってｒｆ電圧によりエネルギー付与されると導管内に電界を形成し、それにより器具にガスが供給されたとき導管を通して流れるイオン化可能ガス内にプラズマを生成するように構成され、
前記光学的分析デバイスは：
プラズマによって放出された放射を、導管内から直接受信するように構成された少なくとも１個の光学的検出器；
この少なくとも１個の光学的検出器からの出力信号を処理し、出力信号の表示を参照表示と比較し、そして予め決められた比較結果に応答して、装置内の故障を表示する故障信号を発生させるプロセッサステージ；および
この故障信号に応答して発生装置によるｒｆエネルギーの発生を制御する制御ステージを含む装置。
【請求項２】
前記少なくとも１個の光学的検出器は、前記処置器具の側部に形成される開口部を通して放射を受信する請求項１記載の組織処置装置。
【請求項３】
プラズマによって放出された放射を、前記少なくとも１個の光学的検出器に振り向ける少なくとも１個の光ファイバーをさらに含む請求項１記載の組織処置装置。
【請求項４】
プロセッサは、器具に供給されるイオン化可能ガスの流れを制御するように構成される請求項１ないし３のいずれかに記載の組織処置装置。
【請求項５】
さらにユーザーインターフェースを含む請求項１ないし４のいずれかに記載の組織処置装置。
【請求項６】
ユーザーインターフェースを経由してユーザーに故障を表示するための手段を含む請求項５記載の組織処置装置。
【請求項７】
禁止を指令する特定の故障信号がプロセッサによって受信されたとき、制御手段はさらなるプラズマ形成を禁止するように構成される請求項１ないし６のいずれかに記載の組織処置装置。
【請求項８】
プラズマ形成の禁止を指令しない特定の故障信号がプロセッサによって受信されたとき、制御手段はさらなるプラズマ形成を許可するように構成される請求項１ないし６のいずれかに記載の組織処置装置。
【請求項９】
プロセッサステージおよび制御ステージは発生装置の一部を形成している請求項１ないし８のいずれかに記載の組織処置装置。
【請求項１０】
プロセッサステージは光学的分析デバイスからの出力信号が、発生装置による器具へのｒｆエネルギーの適用開始後の予め定められた時間内に、導管内に放射が発生しないことを表示するとき、故障信号を発生させるように構成される請求項１ないし９のいずれかに記載の組織処置装置。
【請求項１１】
プロセッサステージは光学的分析デバイスからの出力信号が、導管内の放射が発生装置
によるｒｆエネルギー発生期間中ほぼ一定に維持されていないことを表示するとき、故障信号を発生させるように構成される請求項１ないし１０のいずれかに記載の組織処置装置。
【請求項１２】
ｒｆ（無線波）発生装置、プラズマ出射ノズル内で終端するガス導管を有する処置器具、および光学的分析デバイスを有する組織処置装置の制御方法であって、
前記器具は前記発生装置およびイオン化可能ガス源に接続可能であり、かつ前記器具にイオン化可能ガスが供給され、前記発生装置によりエネルギー付与されたとき、前記器具のノズルにてプラズマジェットを形成するように操作可能であり、
前記方法は：
前記ガス導管からイオン化可能ガスを供給するステップ；
前記発生装置を作動させ、導管に結合している一対の電極にｒｆ電圧を適用して導管内に電界を形成し、それにより導管を通して流れるイオン化可能ガス内にプラズマを生成させるステップ；
少なくとも１個の光学的検出器において、プラズマにより放出された放射を、導管内部から直接受信するステップ；
少なくとも１個の光学的検出器から出力された信号の表示を参照表示と比較するステップ；
予め定められた比較結果に応答して装置内の故障を表示する故障信号を発生させるステップ；および
故障信号に応答して、発生装置によるｒｆエネルギーの発生を制御するステップを含む方法。
【請求項１３】
比較ステップが発生装置の作動開始後の予め定められた時間間隔内に、導管内に放射が発生しないことを示すとき、故障信号が発生する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
導管内の放射が発生装置の作動期間中ほぼ一定に維持されていないことを比較ステップが示すとき、故障信号が発生する請求項１２または１３記載の方法。
【請求項１５】
放射は少なくとも１個の光ファイバーを経由して前記少なくとも１個の光学的検出器により受信される請求項１２ないし１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線波（radio frequency：以下、ｒｆまたはｒｆ波という場合がある）発生装置と、この発生装置およびイオン化可能ガス源に接続可能な処置器具とを包含し、プラズマジェットを形成する組織処置装置に関する。このシステムの主な用途は皮膚リサーフェイシング(skin resurfacing)である。
【背景技術】
【０００２】
組織処置システムは米国特許第６，７２３，０９１号(２００１年２月２２日出願)、米国特許第６，６２９，９７４号(２００２年２月１３日出願)および米国特許出願第１０／７２７，７６５号(２００４年３月５日出願)に開示されている。
【０００３】
これら特許および特許出願のそれぞれの開示の全体が参考文献として本願に援用される。この公知のシステムにおいて、手持式の処置器具は、プラズマ出射ノズル内で終端するガス導管を有している。その導管に結合する電極が設けられ、この電極は分離したｒｆ電力発生装置に連結されている。同発生装置は前記電極にｒｆ電力を伝送し、導管を通して供給されるガスからプラズマを生成するように構成されている。伝送されるｒｆ電力は典型的には２．４５ＧＨｚ付近のＵＨＦ（極超短波）ｒｆ波であり、また器具は前記振動数帯域において共鳴する構造を包含しており、導管内に電界集中を与えて出射ノズル上流でプラズマを生成する。プラズマはジェットを形成してノズルから噴射され、組織表面の局部加熱をもたらすために用いることができる。
【０００４】
パルス化されたエネルギーを患者の組織に伝送するシステムの臨床効果は、伝送されたエネルギー量によって決まり、より詳しくは瞬間的な電力の活性化時間にわたる積分値によって決まる。
【０００５】
もしシステムが誤動作して、例えば、適用されるパルスの持続時間が実質的に増加し、またはパルスのエネルギーが実質的に増加すると、プラズマが振り向けられる組織は修復不可能なまでに損傷するかもしれない。同様に、もしシステムが誤動作して、適用されるパルスの持続時間が著しく短くなり、またはパルスのエネルギーが実質的に減少すると、そのときプラズマが振り向けられる組織は、本来の目的に対して適切に処置されないかもしれない。そのため、エネルギーがシステムによって、発生装置の設定（ユーザーによって設定されてもよい）に対応するように伝送され、かつそのエネルギーがシステムの仕様内にあることを確認できることが重要である。
【０００６】
従来の装備では、発生装置は反射ｒｆ電力を手持式処置器具（以下、「ハンドピース」という）からプラズマパルスの期間中受け取るようにされている。そのとき反射ｒｆ電力レベルの平均値は、電力発生が正常（すなわち比較的低レベルのｒｆ電力が反射される）かどうかを決定するのに用いられ、または（出射ノズルに欠陥があるなどの）プラズマ生成を妨げ、もしくは制限する問題があるかどうかを決定するために、（ｉ）反射電力レベルが下限閾値および上限閾値間に収まっているかどうか、あるいは（ii）ｒｆ電力ケーブルが切断されているなど、より深刻な問題の場合は、反射電力レベルが上限閾値よりも上側にあるかどうか、などをチェックするのに用いられている。
【０００７】
反射ｒｆ信号を検出するためには、大量の放出ｒｆ信号から反射信号を弁別することが必要である。現存するシステムにおいては、このような弁別は、サーキュレータを用いて達成される。サーキュレータは３個のポートを持っており、第１（入力）ポートはｒｆ電力発生装置からｒｆ電力を受け取り、第２ポートはハンドピースに接続され、第３ポート
に、ハンドピースからの反射ｒｆ電力が向けられる。最適な条件下では、入力ポートに反射電力が到達せず、反射電力は第３ポートのみに伝達されるだけであり、それ故放出および反射ｒｆ電力の測定を独立して実行できる。
【０００８】
放出および反射ｒｆ電力を弁別する第２の方法は、方向性結合器を用いるものであり、それは第１および第２（入力および出力）接続部とともに、第３接続部を有しており、この第３接続部はデバイスを通じて流れる主信号の指向性サンプルを供給する。そのようなデバイスは、電力流路へ挿入するときの方向により、外部回路構成による測定に対して前方または後方のサンプルを供給する。
【０００９】
上記サーキュレータおよび方向性結合器は比較的高価であり、かつハンドピースでのプラズマの生成に関連しない反射が生じて、精度を低下させる可能性がある。そのような雑多な反射は分析できる体勢にはなく、このためそれらはｒｆ電力信号との区別ができない。
【００１０】
加えて、反射ｒｆ電力信号は、満足できるプラズマが生成したことを示す真実の指標とはいえない。また故障が発生し、それにより放出ｒｆ電力が周囲の空間に放射され、および／またはケーブルもしくはハンドピース内の熱に変換されて、小さな反射ｒｆ電力が形成される可能性がある。システムは誤ってこれを正常な状態と判定し、プラズマが生成していないにもかかわらず、プラズマが生成していると確定することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６，７２３，０９１号
【特許文献２】米国特許第６，６２９，９７４号
【特許文献３】米国特許出願第１０／７２７，７６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は組織リサーフェイシング用システムにおいて、満足できるプラズマが生成したことを確認する改善された手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ｒｆ（無線波）発生装置、処置器具および光学的分析デバイスを含む組織処置装置であって、
前記処置器具はガス導管を有し、このガス導管はプラズマ出射ノズル内で終端し、かつイオン化可能ガス源に接続可能とされており、また前記処置器具は前記導管に結合する一対の電極を有し、この電極は前記発生装置に接続可能であり、発生装置によってｒｆ電圧によりエネルギー付与されると導管内に電界を形成し、それにより器具にガスが供給されたとき導管を通して流れるイオン化可能ガス内にプラズマを生成するように構成され、
前記光学的分析デバイスは：
プラズマによって放出された放射を、導管内から直接受信するように構成された少なくとも１個の光学的検出器；
前記少なくとも１個またはそれぞれの光学的検出器からの出力信号を処理し、出力信号の表示を参照表示と比較し、そして予め決められた比較結果に応答して、装置内の故障を表示する故障信号を発生させるプロセッサ手段；および
この故障信号に応答して発生装置によるｒｆエネルギーの発生を制御する制御手段を含む装置を提供する。
【００１４】
有利なものとして、前記少なくとも１個またはそれぞれの光学的検出器は、前記処置器
具の側部に形成される開口部を通して放射を受信するものがある。
【００１５】
好ましい実施形態として、組織処置装置は、プラズマによって放出された放射を、前記少なくとも１個の光学的検出器に振り向ける少なくとも１個の光ファイバーをさらに含むものがある。
【００１６】
好ましくは、プロセッサ手段は、器具に供給されるイオン化可能ガスの流れを制御するように構成される。
【００１７】
有利なものとして、組織処置装置はさらにユーザーインターフェースを含むもの、同様にユーザーインターフェースを経由してユーザーに故障を表示するための手段を含むものがある。好ましくは、禁止を指令する特定の故障信号がプロセッサ手段によって受信されたとき、制御手段はさらなるプラズマ生成を禁止するように構成される。さらに有利なものとして、プラズマ生成の禁止を指令しない特定の故障信号がプロセッサ手段によって受信されたとき、制御手段はさらなるプラズマ形成を許可するように構成されるものがある。
【００１８】
好ましい実施形態として、プロセッサ手段および制御手段は発生装置の一部を形成しており、プロセッサ手段は光学的分析デバイスからの出力信号が、（ａ）発生装置による器具へのｒｆエネルギーの適用開始後の予め定められた時間内に、導管内に放射が発生しないことを表示するとき、または（ｂ）導管内の放射が発生装置によるｒｆエネルギー発生期間中少なくともほぼ一定に維持されていないことを表示するとき、故障信号を発生させるように構成される。このため処置パルスが開始すると、光学的分析デバイスの出力および、従ってプラズマ自体は、処置パルスが終了するまでの間、堅実性(consistency)についてモニターされる。このことは光学的分析デバイスからの出力を上限閾値および下限値閾値と比較することによって達成することができる。典型的には、もしｒｆエネルギーが発生装置から要求されている間に、出力が予め定められた範囲内に維持されなければ、ｒｆエネルギーの発生は停止される。
【００１９】
本発明の別の局面によれば、ｒｆ発生装置、プラズマ適用器具、および光学的分析デバイスを有するプラズマ生成装置の制御方法であって、
前記器具は前記発生装置およびイオン化可能ガス源に接続可能であり、かつ前記器具にイオン化可能ガスが供給され、発生装置によりエネルギー付与されたとき、器具のノズルにてプラズマジェットを形成するように操作可能であり、
前記方法は：
前記ガス導管からイオン化可能ガスを供給するステップ；
前記発生装置を作動させ、導管に結合している一対の電極にｒｆ電圧を適用して導管内に電界を形成し、それにより導管を通して流れるイオン化可能ガス内にプラズマを生成させるステップ；
少なくとも１個の光学的検出器において、プラズマにより放出された放射を、導管内部から直接受信するステップ；
少なくとも１個の光学的検出器から出力された信号の表示を参照表示と比較するステップ；
予め定められた比較結果に応答して装置内の故障を表示する故障信号を発生させるステップ；および
故障信号に応答して、発生装置によるｒｆエネルギーの発生を制御するステップを含む方法が提供される。
【００２０】
好ましくは、前記方法はさらにユーザーに故障を表示するステップを含み、より好ましくは、故障はユーザーインターフェースを経由してユーザーに表示される。
【００２１】
有利なものとして、放射は少なくとも１個の光ファイバーを経由して前記少なくとも１個の光学的検出器により受信されるものがある。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態においては、光学的検出器は可視光スペクトル内の放射に高感度を示すものを用いている。しかしながら本発明は、全体的にまたは主要部として可視光スペクトルの外側の電磁波、特に紫外または赤外帯域に高感度を示す光学的検出器を用いるシステムを包含する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による組織処置システムの全体図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のハンドピースの断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のハンドピースの断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態のハンドピースの断面図である。
【図５】図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃはそれぞれ第１、第２および第３の実施形態のハンドピースの変形例を表すハンドピースの断面図である。
【図６】本発明によるシステムのブロック図である。
【図７】図６のシステムにおいて用いられる故障検出方法を示すフローダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明は上記の図面を参照し、実施例についてさらに詳細に説明する。
【００２５】
図１において、組織処置システムは親機１０および手持式組織処置器具１２を有し、器具はコード１４によって親機に接続されている。器具１２は、再使用可能なハンドピース本体１２Ａおよび使い捨て可能なノーズアセンブリ１２Ｂを有するハンドピースを含んでいる。親機１０はｒｆ（無線波）発生装置１６、およびこの発生装置を異なるエネルギーレベル設定に設定するためのユーザーインターフェース１８を含む。
【００２６】
親機１０は、使用しないときに器具を収納するための器具ホルダ２０を有している。
【００２７】
コード１４の内部には、同軸のケーブルが発生装置１６からｒｆエネルギーを器具１２に伝達するために設けられ、またガス供給管が親機１０内のガス貯蔵器または供給源（図示なし）から窒素ガスを供給するために設けられている。コア１４にはまた光ファイバー製光ガイド３４（図２を参照）が、親機１０内の光源から、器具１２に可視光を透過させるために設けられている。コード１４はその先端で、ハンドピース本体１２Ａのケーシング２２の中に通されている。
【００２８】
図２に示されているように、再使用可能なハンドピース本体１２Ａ内では、同軸ケーブル１４Ａが内部および外部の電極２４、２６に接続されており、それにより電極を発生装置１６に連結してｒｆ電力を受け取るようにされている。内部電極２４は外部電極２６内で長手方向に伸びている。それらの電極間には耐熱性のチューブ２８（好ましくは石英から成る）の形状のガス導管が設けられ、使い捨て可能器具としてのノーズアセンブリ１２Ｂ（図１）内に収容されている。ノーズアセンブリ１２Ｂがハンドピース本体１２Ａに取付けられると、チューブ２８の内部はガス供給管内部と連通し、ノーズアセンブリ１２Ｂは本体１２Ａ内に受け入れられ、それにより内部および外部電極２４、２６はチューブに結合して、内部電極２４はチューブの中へ軸方向に伸び、外部電極２６はチューブの外側周囲に伸びるようにされている。
【００２９】
共振器としてらせん状に巻かれた形状のステンレス鋼コイル３０が石英チューブ２８内
に位置しており、このコイルの位置は、使い捨て可能なノーズアセンブリ１２Ｂをハンドピース本体１２Ａ上の位置に取付けたとき、コイルの最も近い基端部が内部電極２４の最も遠い先端部に近接するように定められている。コイルは石英チューブ２８の内表面に近接して、密着するように巻かれている。
【００３０】
器具の使用に際して、窒素ガスが供給管２９によりチューブ２８の内部に送り込まれ、内部電極２４の先端部付近の位置に達する。ｒｆ電圧が同軸ケーブルを経由して電極２４、２６に供給されると、ｒｆ強電界がチューブ２８の内側で内部電極の先端部の領域に生じる。電界の強度はらせん状コイル３０が発生装置の操作周波数で共振することにより高められ、これにより窒素ガスのプラズマへの変換が促進され、プラズマがジェットとして石英チューブ２８のノズル２８Ａから出て行く。プラズマジェットは、処置ビーム軸３２（この軸はチューブ２８の軸である）に集中して、処置すべき組織に向けられており、ノズル２８Ａは典型的には組織の表面から数ミリメートルの距離を保って保持される。
【００３１】
またハンドピース１２には、光ファイバー製光ガイド３４がコード１４を通してハンドピース内まで伸びており、そこでその先端部３４Ａは内向に湾曲して、石英チューブ２８により定まる処置軸の方向に向い、その先端部は終端位置で、ノズル２８Ａに近接して出射孔を形成する。この点におけるファイバー製光ガイド３４の傾斜は、組織表面上に標的マーカーを投影するための投影軸を定める。
【００３２】
器具の繰り返しの使用後、石英チューブ２８とその共振コイル３０は交換する必要が生じる。これらの要素を含む使い捨て可能のノーズアセンブリ１２Ｂは、器具の再使用可能部分１２Ａに容易に装着、脱着され、器具の１２Ａと１２Ｂの２つの部品間の接続部は、石英チューブ２８とコイル３０を電極２４、２６に対して正確に位置決めするように構成されている。
【００３３】
本発明のこの第１の実施形態では、光学的検出器３６はマウント部材３８によって外部電極２６の外表面に取り外し可能に装着されている。光学的検出器３６は、放射を石英チューブ２８内から、外部電極２６の表面にある小開口部４０を通して受信するように位置している。光学的検出器３６は、（ａ）電力ケーブル４２および（ｂ）信号ケーブル４４に接続されている。電力ケーブル４２の他端は、光学的検出器への電力供給用電源（図示なし）に接続されている。また信号ケーブル４４の他端は、親機１０内に包含されている中央処理装置（ＣＰＵ）（図示なし）に接続されている。好適な光学的検出器としては、例えばインテグレイテッドフォトオプティクス社製のインテグレイテッドフォトオプティクスセンサ（モデルＩＰＬ１０５３０ＤＡＬ）が使用できる。開口部４０は、石英チューブ内からリークするｒｆエネルギー量が最小限であるとともに、適正な光エネルギーが検出器に達するのを許容するように構成される。
【００３４】
開口部４０は、内部電極２４の最も遠い先端部からの放射を光学的検出器３６が検出するように位置づけられる。プラズマ生成の初期段階の間、共振コイル３０が内部電極２４の最も遠い先端部を取り囲む領域は、アークの形成に重要である。このようなアークの形成中に放出された放射は光学的検出器３６により検出され、解析のために信号ケーブル４４を経由してＣＰＵにフィードバックされる。
【００３５】
本発明の第２の実施形態では、図３に示されているように、光学的検出器３６は前記のものと同様に、マウント部材３８によって外部電極２６の表面に、取り外し可能に接続されているが、共振コイル３０の最も遠い先端部に位置している。共振コイル３０内から放出される放射は小開口部４０を通して透過し、光学的検出器３６によって検出され、その出力は信号ケーブル４４を経由してＣＰＵに入力される。この実施形態では、光学的検出器３６は、プラズマが共振コイル３０内で生成し、内部電極の最も遠い先端部から流れて
いるのを、プラズマが石英チューブ２８のノズル出口２８Ａに達する前に、観察している。
【００３６】
本発明の第３の実施形態では、図４に示されているように、光学的検出器３６はマウント部材３８によって石英チューブ２８先端部のノズル出口２８Ａに取り外し可能に接続されている。この実施形態では、光学的検出器３６は外部電極２６の最も遠い先端部よりも向う側に位置し、実質的に透明な石英チューブ２８に直接装着されているので、開口部は必要でない。共振コイル３０内で生成するプラズマが石英チューブ２８を通して流れるため、石英は高熱になる。そのため光学的検出器３６はスペーサ（図示なし）によって石英の表面から間隔を保ち、光学的検出器の過熱および起こり得る損傷を回避するのが好ましい。
【００３７】
この実施形態においては、石英チューブ２８の最も遠い先端部に光学的検出器３６が位置しているため、検出されるプラズマ放射は実質的にルイス−レーリー残光からのものである。石英チューブ２８およびこれによるマウント部材３８は使い捨て可能なアセンブリ１２Ｂの一部を形成しているので、ノーズアセンブリを処分する前に、まず光学的検出器３６をマウント部材から取り外し、それを新しいノーズアセンブリのマウント部材へ装着できるようにする。
【００３８】
あるいは光学的検出器は、発生装置への電気的接続のための取外し可能な部材と一体化して、使い捨て可能アセンブリを形成してもよい。
【００３９】
図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃに示されている実施形態は、図２、３および４のそれぞれに示されたものの変形例であり、そこでは光学的検出器３６およびマウント部材３８は光ファイバー４６により置換され、光ファイバーは外部電極２６または石英チューブ２８の外表面に、光ファイバーマウント部材４８によってそれぞれ着脱可能に装着されている。図５Ａおよび５Ｂに示されている実施形態では、光ファイバー４６は石英チューブ２８内からの放射を外部電極２６の表面にある小開口部４０を通して受け取る。図５Ｃに示されている実施形態では、光ファイバー４６は外部電極２６の最も遠い先端部よりも向う側に位置し、ノズル出口２８Ａに隣接するように、実質的に透明な石英チューブ２８に直接装着されている。図４の実施形態と同様に、この場合は、開口部が必要でない。光ファイバー４６は親機１０内もしくは別の適当な場所にマウントされた検出器（図示なし）に、放射を伝送する。
【００４０】
さて図６を参照すると、図６は本発明によるシステムのブロック図である。ＡＣ入力電源１００は外部ＡＣ主電力２００を受け、供給ライン２０１、２０６および２０７上に電圧を発生して、マグネトロン１０２のための高電圧電源１０１、中央処理装置（ＣＰＵ）１０９およびマグネトロンヒータ電源１０５内の回路に電力を供給する。
【００４１】
マグネトロン１０２は、結合された同軸フィード伝送部を包含し、高電圧動力２０２をマグネトロン高電圧電源１０１から受け、さらに低電圧高電流動力をマグネトロンヒータ電源１０５から受け、出力ライン２０３上にｒｆ電力を発生させる。この実施形態では、ｒｆ電力はＵＨＦ帯域、特に２．４５ＧＨｚまたはその近辺で発生される。マグネトロン１０２により発生したｒｆ電力はＵＨＦサーキュレータ１０３に入力され、そのライン２０４上の出力はＵＨＦアイソレータ１０４に入力され、電気的アイソレーション安全バリアを提供する。アイソレータ１０４の出力２０５はコード１４内に含まれるｒｆ同軸ケーブル１４Ａ（図２を参照）を経由してハンドピース１２に連結されている。
【００４２】
ライン２０２上のマグネトロン高電圧電源電圧の発生には、ＣＰＵ１０９から同時に与えられる２個の制御を必要とする。第１としては、マグネトロン電流要求(demand)制御ラ
イン２１５は電流要求信号をＣＰＵ１０９からマグネトロン高電圧電源１０１に伝達し、マグネトロン１０２によって出力２０３上に発生するｒｆ電力の瞬間的なｒｆ出力電力レベルを決定するために、供給ライン２０２上のマグネトロンに対する電流レベルを決定する。ライン２０２上に発生した電流は、マグネトロン電流要求制御ライン２１５上の電圧に比例する。マグネトロンにより与えられる出力２０３上のｒｆ電力レベルは、供給ライン２０２上の供給電流に比例するので、制御ライン２１５上のマグネトロン電流要求信号は、ｒｆ出力の電力レベルを決定する。第２としては、出力可能化(enablement)信号制御ライン２１６は、可能化信号をＣＰＵ１０９からマグネトロン高電圧電源１０１へ送り、原則的に高電圧電源１０１の出力のオン、オフを行う。ＣＰＵ１０９は制御ライン２１６上の可能化信号を制御するので、出力電流２０２の持続時間および、これによりライン２０３上のｒｆ電力出力の持続時間が決定される。
【００４３】
このためＣＰＵ１０９は、ライン２１５上のマグネトロン電流要求信号によりｒｆ出力の電力レベルを設定し、ライン２１６上の可能化信号によりｒｆ出力発生の持続時間を設定する。
【００４４】
ＵＨＦサーキュレータ１０３、アイソレータ１０４、それらの個別の相互連結部（図示なし）、およびハンドピース１２内に通じる同軸ケーブル１４Ａ内に生じるｒｆ電力における損失は既知であり、または別途補償できる。プラズマ生成ハンドピース１２の入力部２０５におけるｒｆ電力レベルはそれにより決定することができる。
【００４５】
加圧窒素ガス供給部１０７は接続手段２１０によりガス弁１０８に接続され、ガス弁はＣＰＵ１０９により制御フィード部２１２を経由して操作される。窒素はガス供給管２９（図２も参照）を経由してハンドピース１２内に供給される。
【００４６】
操作中、ＣＰＵ１０９は制御ライン２１２をアクティブ化し、高圧力窒素ガスがハンドピース１２に供給される。マグネトロン高電圧電源１０１へのマグネトロン電流の要求は、制御ライン２１５上の電圧レベルにより設定される。ガス供給部１０７からガスがハンドピース１２内に流れているとき、可能化信号制御ライン２１６がＣＰＵ１０９により設定され、マグネトロン電流要求制御ライン２１５上の電圧の高さに従った電力レベルで、マグネトロン出力ライン上にｒｆ電力２０３を発生させる。出力ライン２０３上のｒｆ電力は、既知の電力レベルで、制御ライン２１６上の可能化信号がマグネトロン高電圧電源１０１をアクティブ化している期間と同じ長さで発生される。
【００４７】
プラズマ生成は典型的にはｒｆ電力をハンドピースに適用してから０．５ｍｓ以内に開始する。ｒｆ電力がハンドピースに適用されなくなったり、ｒｆ電力がプラズマ生成を維持するのに必要とされるレベルを下回ったとき、プラズマ生成は直ちに停止する。
【００４８】
個々のプラズマパルス生成の期間中には、下記のプロセスが起こる。
１．ＣＰＵ１０９により制御ライン２１２を経由して与えられる信号に従って、ガスがガス供給部１０７から放出される。
２．電力ライン２０３のｒｆ電力レベルおよび、これによりハンドピース１２へ供給されるｒｆ電力は、制御ライン２１５上の電圧に従って決定される。
３．既知の電力レベルＰ１およびパルス幅Ｔ１の個々のパルスは、マグネトロン高電圧電源１０１の出力２０２を、制御ライン２１６を経由してＴ１と同じ期間アクティブ化することにより発生する（公知のおよび繰返し可能な伝播およびその他のアクティブ化遅延は無視する）。
４．プラズマ生成は典型的には、期間Ｔ１の開始時点から０．５ｍｓ以内に開始する。
５．期間Ｔ１の終了時点で制御ライン２１６は無能化(disabled)される。その結果、ＵＨＦｒｆ電力出力２０２は停止し、プラズマ生成もまた停止する。
６．ガス供給部１０７は、ＣＰＵ１０９により弁制御ライン２１２を経由して期間Ｔ１の開始前、またはその終了時点までに無能化され、または期間Ｔ２内に別のプラズマパルスが必要とされる場合は維持される（ここでＴ２は比較的短い時間である）が、それ以外は必要に応じて、効率的なプラズマ生成を確実にするように制御される。
【００４９】
ユーザーインターフェース１８はＣＰＵ１０９に接続され、ユーザーが必要とされるプラズマパルスパラメータを設定する手段を備える。
【００５０】
光学的検出器３６はマウント部材３８（図２ないし４および５Ａないし５Ｃを参照）によりハンドピースの外表面に接続されていて、プラズマ生成室内からの放射を受信し、出力をアダプタ出力信号ライン２１９を経由してＣＰＵ１０９へ入力する。信号ライン２１９上の電圧のアナログ−デジタル変換はＣＰＵ１０９内で起こる。この変換により、および信号ライン２１９上で十分に高速で信号をサンプリングすることにより、ＣＰＵ１０９は信号のパルス光出力曲線(profile)を決定でき、これを個々のパルスの持続時間を通して、標準的なプラズマパルスとして期待される形態と比較することができる。もし出力曲線が、標準的なプラズマパルスに関連して予め定められた曲線と異なっていれば、ＣＰＵ１０９は曲線をいくつかの予め定められたエラー曲線と比較し、それによりプラズマ生成における故障を、それが生じた時点で確定することができる。ユーザーインターフェース１８は故障の種類をユーザーに表示するために用いられてもよい。
【００５１】
もし故障が発生した結果、プラズマ生成の即時終了が必要であれば、ＣＰＵ１０９は信号ライン２１６を無能化させ、さらなるプラズマ生成を禁止する。
【００５２】
さて図７において、６個の起こり得るエラーはＣＰＵ１０９により、光学的検出器３６から受信する出力信号２１９に応答して確定される。
【００５３】
プラズマパルスが放出されたとき（ステップ３００）、ＣＰＵ１０９は光学的検出器３６からの光学的出力が、ｒｆ電力の適用からほぼ０．５ｍｓ以内に記録されたか否かを確定する（ステップ３０２）。もし０．５ｍｓ以内に記録されている場合は、ＣＰＵ１０９はその出力が予め決められた下限閾値ａより上、かつ予め定められた上限閾値ｂより下のほぼ一定の値を、ｒｆ電力の供給が停止されるまでの間継続したか否かを確定する。もし継続した場合、システムは正しく機能しており、最適のプラズマ生成が起こっていると判定される。期間Ｔ１の終了時、ＣＰＵはライン２１６上の制御信号により、マグネトロン高電圧電源１０１を無能化させ、さらなるｒｆ電力の発生を禁止する。
【００５４】
もし別のパルスが必要な場合（ユーザーによりユーザーインターフェース１８を経由して設定されたパラメータにより決定される）（ステップ３０６）、システムはステップ３００に戻り、ここで別のプラズマパルスが放出される。
【００５５】
出力がｒｆ電力供給開始からほぼ０．５ｍｓ以内に記録されたが、出力が上限閾値ｂおよび下限閾値ａ間のほぼ一定の値で継続しない場合は、ＣＰＵ１０９はプリセット期間の出力が最大であるか否かを確定し、もし最大値である場合、ミスファイア（misfire）エラー３１０を記録し、そしてＣＰＵ１０９は信号ライン２１６を経由して、期間Ｔ１の残り時間にさらにｒｆ電力が供給されるのを禁止し、ユーザーインターフェース１８を経由してユーザーに知らせる。もしステップ３０８において、出力がプリセット時間に下限閾値ａより下のレベルであることが確定されれば、そのときＣＰＵ１０９は信号ライン２１６を経由して、期間Ｔ１の残り時間にさらにｒｆ電力が供給されるのを禁止し、ユーザーインターフェース１８を経由してユーザーに知らせる。
【００５６】
もし、プラズマパルス放出３００の後、出力信号がｒｆ電力発生開始からほぼ０．５ｍ
ｓ以内に記録されていない場合、ＣＰＵ１０９は出力がｒｆ電力が適用されてからほぼ１ｍｓ以内に記録されているか否かを確定する（ステップ３１４）。もし出力がほぼ１ｍｓ以内に記録されている場合は、ＣＰＵ１０９はその出力が予め定められた下限閾値ａより上、かつ予め定められた上限閾値ｂより下のほぼ一定の値で継続したか否かを確定する。もし継続した場合、プラズマ生成遅延エラー３１８が生じたが、その他は良好であると確定する。この場合、ＣＰＵは期間Ｔ１を延長して、プラズマ生成における遅延を補償し、正確なエネルギー伝達を確実にすることができる。もしステップ３１６において、出力がプリセット期間に上限閾値ｂより上または下限閾値ａより下にあることが確定されれば、そのときＣＰＵは信号ライン２１６を経由して、期間Ｔ１の残り時間にさらにｒｆ電力が供給されるのを禁止し、ユーザーインターフェース１８を経由してユーザーに未知の（unknown）エラー３２０を知らせる。
【００５７】
もしプラズマパルスがステップ３００で放出された後、ステップ３１４においてほぼ１ｍｓ後に出力が記録されていない場合、ＣＰＵ１０９はｒｆ電力が適用されてからほぼ４ｍｓ以内に出力が記録されているか否かを確定する（ステップ３２２）。もし記録されている場合、ＣＰＵは制御ライン２１６を用いて、期間Ｔ１の残り時間に、さらにｒｆ電力が供給されるのを禁止し、ユーザーインターフェース１８を経由してユーザーに未知のエラー３２０を知らせる。しかしながら、もしｒｆ電力が適用されてからほぼ４ｍｓ後でもまだ出力が記録されていない場合（ステップ３２２）、ＣＰＵ１０９はノズルの欠落または欠陥によるエラーを記録する（ステップ３２４）。その場合、ＣＰＵ１０９は信号ライン２１６を経由してさらにｒｆ電力がハンドピース１２に適用されるのを禁止する。
【００５８】
当業者には明確なことであるが、光学的スペクトルを減衰し、または好ましい帯域（可視光またはそれ以外の）を選択する公知の技術の使用は、光学フィルタを利用する場合でも、検出器または検出器群のスペクトル応答特性を利用する場合でも、またはこれらの組合せの場合でも、故障状態を確定するシステムの能力を最適化するために採用することができる。また当業者には明確なことであるが、分光計（spectrometer）のようなデバイスを、これらより簡単な光学的検出器に加えて、もしくはそれらの代わりに採用してもよい。さらに当業者には明確なことであるが、検出器および結合された光学フィルタへの光の入射角を変えることにより、全体的な光レベル検出への寄与を選択的に加重するような方法を採用してもよい。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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