CN104981270A - 采用低压等离子体处理生物组织的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采用低压等离子体处理生物组织(G)的设备。该设备具有a)用于生产高频电磁场的变压器(1)、b)与所述变压器(1)电耦合的探针(2)、以及c)用于控制由所述变压器(1)所产生的高频电磁场的控制装置(3)。根据本发明，安全装置(30)与所述控制装置(3)相连。所述安全装置(30)用于为对应的应用自动设置所述变压器(1)产生的所述电磁场的功率。

Description

采用低压等离子体处理生物组织的设备和方法

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序的采用低压等离子体处理生物组织的设备。此外，本发明进一步涉及采用低压等离子体处理生物组织的方法。

背景技术

已知等离子体具有抗菌性能。等离子体的抗菌作用由热量、脱水、剪切应力、UV辐射、自由基以及电荷所导致。在低压等离子体(也称为冷等离子体)的例子中，由于这些等离子体在室温下进行操作，因此热量仅起次要作用。在这样的低压等离子体中尤其产生活性粒子(reactive particle)，这些活性粒子具有足够长的使用寿命以通过间接暴露(exposure)来破坏组织化合物；其中，这些活性粒子例如不同的含氧或氮物质。这些颗粒尤其(inter alia)包括氧原子、超氧游离基、臭氧、羟基自由基、一氧化氮和二氧化氮。这些颗粒在最多变的细胞组分中展现出破坏性作用。

如果细菌、病菌、病毒、真菌或其他类似的微生物的细胞壁直接暴露在等离子体中，通过使用等离子体中存在的电子轰击以使这些细胞壁带有负电荷。由于静电排斥的作用，将导致机械应力超过细胞壁的抗张强度，并破坏细胞壁。然而，这些细胞壁不仅可通过由电荷引起的机械应力而受到破坏，还可以通过由不同的其他的静电相互作用导致的细胞壁电荷平衡的破坏以使得细胞壁受到破坏，以及通过例如改变细胞壁的渗透率引起的电解作用以使得细胞壁受到破坏。微生物的失活机理也通过非常高能的离子来产生；其中，在电容耦合系统中，这些离子的能量超过100eV。通过使用这些物质进行轰击可以改变或破坏细胞的结构完整性。然而，用于产生这样的离子束的设备非常复杂，并仅适用于处理活的生物组织，尤其是人体组织或动物组织，且设备的成本很高。

因此，低压等离子体尤其非常适用于人体组织或动物组织的处理，尤其是皮肤组织、开放性创伤、牙龈、口腔等等的处理，以实现这些组织的灭菌，尤其是杀灭位于这些组织中或组织上的细菌、病菌、病毒、真菌或其他类似的微生物等。

DE 10 2005 000 950 B3已知一种用于通过臭氧处理生物组织的设备和方法。该设备大体上由变压器组成；其中，该变压器可通过控制设备来改变其电压和/或电流强度；该控制设备用于产生具有最变特性(most variedcharacteristic)的特定的直流电压或电流脉冲；这些直流电压或电流脉冲具有或不具有直流电压分量。在这种情况下，直流电压分量通过在待处理的生物组织上的额外的电极，借助于外电压电源或电路来形成。变压器的初级线圈为阻尼振荡电路的线圈，高频交流电流流经该阻尼振荡电路。次级线圈与待充电的电容一起形成共振电路，该共振电路的频率与变压器的频率相对应。共振的变压器通常用作电源。因此，可能对不同类型的组织进行处理，例如采用臭氧对口腔中齿龈的处理或者对病变皮肤组织的处理。脉冲发生器(pulse generator)的功率设置通过设置在控制设备上的操作元件实现。用户或主治医生通过使用旋钮可以将功率范围设置在一定的数值范围(numerical scale)内。

但是，采用该已知装置，可以产生操作错误。而该操作错误可能设置不正确的功率范围。例如，对于牙科的治疗却选择了皮肤科应用的功率范围。该不正确的设置将导致患者的治疗过程非常痛苦，甚至可能导致健康问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于改进根据权利要求1的前序部分特征的采用低压等离子体处理生物组织的设备，从而使得该不正确的设置可以被排除。本发明的另一目的在于提供一种采用低压等离子体处理生物组织的方法，通过该方法可以实现对组织的处理，而初级线圈和次级线圈之间没有飞弧(flashover)。

在设备方面，该目的通过具有权利要求1所述的所有特征的设备来实现。而在方法方面，该目的则通过具有权利要求12所述的所有特征的方法来实现。本发明的优选实施例在从属于独立权利要求1和11的权利要求中展示。

根据本发明的采用低压等离子体处理生物组织的设备大体上包括：

-变压器，用于生产高频电磁场；

-探针，与所述变压器电耦合；以及

-控制装置，用于控制由所述变压器所产生的高频电磁场；其中

所述设备包括与控制装置相连的安全装置，通过所述安全装置，可以为对应的应用自动设置所述变压器产生的电磁场的功率。通过根据本发明的设备的这个特殊的构造，确保了安全装置为所需的处理设置必须且符合实际(sensible)的处理，从而避免导致变压器的功率消耗增加的操作错误。

优选地，所述变压器包括变压器室，所述变压器室具有与所述探针的所述耦合件相对的耦合件；其中所述耦合件用于所述控制装置的电气/电子连接。所述变压器室优选地构造成手柄，并对应地符合人体工程地形成。由于变压器自身以及控制单元可以设置在变压器室内，因此该方法与根据本发明的整个设备的结构紧凑有关。仅有用于处理生物组织的探针，以及在合适情况下用于为根据本发明的设备供电的外部电源不设置在变压器室的内部。所述变压器室符合人体工程学地构造成手柄，也同样使得使用者可愉快且可靠地操作根据本发明的设备。其中，该变压器室的基本形状为圆柱形。

因此，为了实现上述提出的结构紧凑和对根据本发明的设备进行简单可靠且愉快的操作，根据本发明的一优选思想，所述控制装置设置于所述变压器室内。

然而，为了特定的应用，将所述控制装置设置在所述变压器室外部也是可以理解的。尤其是当需要执行非常细致的处理时，在根据本发明的设备的处理过程中，设计成手柄状的变压器室内的额外的重量将具有妨碍作用。

所述控制装置可以连接有电源，以使根据本发明的设备可以提供有用于操作所必需的电源。在本例中，尤其是控制装置设置在设计为手柄的所述变压器室内的例子中，然而，同样容纳在所述变压器室内的电源也可以设置在变压器室外部；其中该电源的形式为电池或蓄电池。特别地，由于根据本发明的整个设备可以独立于固定电源而操作，并尤其独立于公共电网或非公共电网而操作，因此上述将电源设置于变压器室外部也是可以理解的。然而，当然也可以提供固定电源或公共电网或非公共电网作为电源，且控制单元与该电源连接。

根据本发明的特别优选的概念，该安全装置设置成耦合件内部的跳线(jumper)。所述耦合件与探针或控制装置相连或者位于电插头型连接系统内部。该电插头连接系统位于所述探针和所述变压器之间。在本例子中，位于电插头型连接系统内部的跳线用作开关，通过该开关，所述控制装置可以确定(fix)所述控制装置或所述变压器的功率消耗。基于跳线的位置(position)或位点(location)，根据将要处理的组织(例如齿龈或真皮上的外部处理表面，例如开放性伤口)可以规定使用。优选地，在根据本发明的设备的操作件上没有开关，因此可以避免操作错误。自然地，也可以提供这些开关。但是这些开关只能用于在与控制装置对话之后才能启动，其中用户必须至少一次确认功率变化。此外，可以指定功率变化只能在特定时间段(例如30秒)的应用中发生。在该时间段过期之后，功率变化需要重新确认。优选地，该功能可以通过集成在例如控制装置的处理器中监控。

然而，特别优选地，如果安全装置设计成处理器，则根据本发明的设备的安全装置的安全功能通过在处理器中运行的软件控制。

根据本发明的另一概念，所述处理器设计成与探针通信。接着该探针例如通知处理器其设计成适用于哪些应用，这样该处理器促使控制装置让所述变压器仅仅生成所述探针所必须的功率。这样，在这一点上，所述处理器还可以设计成用于确定所述控制装置和/或所述变压器的功率参数。

已经被证明有利的是，该处理器设计成用于转发(forward)，特别是用于所述控制装置和/或所述变压器向所述控制装置的功率参数的加密转发。这样，所述处理器可以转发所述功率参数给所述控制装置。而所述功率参数已经通过与所述探针的直接通信接收，并且是加密形式。

根据本发明的独立的概念，所述安全装置连接到传感器以用于通信目地。其中，所述传感器确定所述探针的处理表面的环境参数，其中所述传感器特别确定所述探针的所述处理表面的环境中的气体组成(composition of theatmosphere)。实际上通过参考气体组成，可以识别该处理是发生在病人的口腔中还是皮肤上。

这样，本发明无需在根据本发明的设备上实施结构变化或者不受控制的调节，就可以实现适合于人体内外所提供的指示的必须功率范围的自动调节。根据本发明的单个转换器或者等离子体生成器适用于不同的应用和功率范围，其不同之处在于控制装置的设计。控制装置无需第三方动作就可以按照成功处理的指示自动调节所需功率而不会伤害病人。

关于是否能将人体内或体外的气体用于无害的且同时成功的指示的巨大区别可以用于在干燥或者潮湿装置的气体的组成变化，在图7中示出。图7示出了在地水准平面的干燥的纯空气组成。

表格中示出了由于吸气和呼气仅在口腔中的气体组成的变化比较。

在进一步的优选实施例中，可以知晓该装置具有用于分析空气的测量装置，例如测量氧气含量和/或二氧化碳含量的测量装置。该测量可以由特定的应用指示，且因此设置功率脉冲(pulse)

由于施加至待处理的组织所必需的低压等离子体是由探针所产生的，因此所述探针优选地构造成玻璃探针。其中，实际的处理通过上述探针来执行。在应用至生物组织上，或应用在生物组织中时，这样的玻璃探针结构简单便于操作，并且在生理学上无害。

在这种情况下，已经证明相对于大气压力，在负压或局部真空下对所述玻璃探针填充传导气体是值得的。其中，优选为在500Pa到3000Pa的大气压力下对所述玻璃探针填充。所述传导气体优选为惰性气体或惰性气体混合物。通过这样的传导气体，尤其是惰性气体或惰性气体混合物，优选为氩和/或氖，所述低压等离子体的生产效率很高，并由此使得根据本发明的整个设备效率很高。所述玻璃探针在一端通过金属接触件所密封；其中，由所述变压器所提供的所述高频高电压通过该金属接触件传导至所述玻璃探针的内部。在所述玻璃探针内，所述气体暴露在高频电磁场中，并由此产生辉光放电。在这种情况下，所述变压器的输出可以通过控制装置调整，由此使得所述电压可以设置在1800V到35000V的范围内；其中所述电压通过所述玻璃探针内的传导气体传输至所述玻璃探针的处理表面。如果所述玻璃探针的处理表面设置于待处理的生物组织的正上方，则所述电压设置于所述处理表面和所述待处理的生物组织之间，且所述电压可选择的根据所述待处理的生物组织的表面电阻以及所述气体(尤其是空气)的表面电阻进行设置。其中，所述气体位于所述玻璃探针的处理表面和待处理的生物组织的表面之间。

为了使得所述探针可以高效地使用由所述变压器提供的高频高电压，在所述变压器和所述探针之间不可缺少良好的可靠的电连接。根据本发明的独立的思想，上述良好的电连接可通过将所述探针通过接触弹簧与所述变压器电气/电子连接来实现。在这种情况下，所述接触弹簧可以设置于所述变压器上或设置于所述变压器室上。另一方面，所述接触弹簧也可以设置在所述探针上。在这些例子中，即使在所述探针和所述变压器的连接之间发生不想要的间隙，所述接触弹簧也确保了所述探针和所述变压器之间的电接触。

根据本发明的采用低压等离子体处理生物组织的方法具有前面所述的设备，并主要包括以下方法步骤：

a)在次级线圈一侧向电源提供从0.1μA到300μA的电流强度；其中，该电源的形式为范围从12V到600V的直流电压或低频交流电压；

b)将直流电压或低频交流电压转换成高频交流电压，频率为10kHz到50kHz之间；

c)将高频交流电压转换成范围为1800V到35000V的电压；

d)将电压范围为1800V到35000V的高频交流电压传输至探针(2)；所述探针优选为玻璃探针；其中所述探针在待处理的生物组织上方，并与所述待处理的生物组织之间设有1mm到5cm的间距。

在该连接中，这里指出，在牙科领域的应用中，例如在口腔内的牙龈的处理时，次级线圈一侧电流强度选择为0.1μA到100μA之间。而在其他组织表面的应用中，尤其是在待处理的病人的剩余皮肤的皮肤病处理中，或在妇科应用中，次级线圈一侧电流强度选择为0.1μA到300μA之间。

附图说明

本发明的其他目的、优点、特征以及可能的应用可从以下实施例的描述中结合附图显而易见。在这种情况下，独立于在权利要求及相关的组合，描述和/或阐释的所有特征的单个或任意组合构成了本发明的主题。

附图中：

图1示出了根据本发明的一实施例中的设备在变压器室内的变压器；

图2示出了根据本发明的一实施例中的设备的变压器室；

图3示出了根据本发明的一实施例中的设备的电路图；

图4示出了根据本发明的一实施例中的设备的另一电路图；

图5示出了高频电压脉冲的典型的脉冲图形；其中，示出了随时间变化的以μA为单位的电流密度；

图6示出了介质阻挡放电的示意图；以及

图7示出了在地水准平面的干燥的纯空气组成。

具体实施方式

在图示出了根据本发明一实施例的采用低压等离子体处理生物组织的设备的不同元件，随后将更详细地解释这些元件。

图1例如示出了根据本发明的设备的变压器室8的一实施例。在该变压器室8内设置有变压器。该变压器由初级线圈4和次级线圈5所组成。控制装置3通过耦合件9与该变压器相连。其中，该控制装置3进而与用于向变压器1提供电源动力的电源13(未示出)连接。探针2，尤其是玻璃探针设置在耦合件7上。而该耦合件7进而设置在变压器室8上与耦合件9相对的一端上。在这种情况下，接触弹簧12确保了在变压器1和探针2之间总是存在电接触。在本例中，变压器室8构造成手柄状，并在该变压器8的纵向范围内，在与初级线圈4和次级线圈5相同的方向上延伸。

在本实施例中，次级线圈5绕设在棒芯10的周围；而初级线圈4则绕设在次级线圈5周围，且该初级线圈4与次级线圈5设有间距；其中，该棒芯10优选为由铁氧体(ferrite)制成。上述间距从线圈4和5上朝向耦合件9的具有间距d1的一端向该线圈4和5上朝向耦合件7的间距高达d2的一端连续增大，以使初级线圈在次级线圈上呈锥形地同轴设置。在本实施例中，线圈4和5具有相同的长度L，从而线圈4和5在其整体长度上形成了重叠区域B。在这种情况下，初级线圈4也具有电磁屏蔽的功能，或者确保屏蔽效果。通过该初级线圈4可使电磁干扰场不能严重地破坏由变压器1所产生的高频电磁场。因此，根据本发明的设备将提供令人满意的功能。此外，在整流器的端部还设置有密封构件。

在本实施例中，变压器1构造成高压变压器，且该变压器1设计成使得内部次级线圈5在腔室11内绕设在棒芯10周围；其中，该棒芯10由铁氧体制成。在这里所示的实施例中，在每个腔室11内，该次级线圈5具有500匝。然而，次级线圈也可以具有其他数量的匝数。

一方面，变压器1承担将由电源13和控制单元3提供的高频低电压转换成高频高电压的任务。然而，另一方面，该变压器1也承担将所产生的高电压尤其通过探针2的玻璃管(未示出)引导至探针的处理表面上；其中，探针2构造为玻璃探针；而处理表面则位于探针上与耦合件7相对的一端上。

线圈4和5在变压器1内的设置导致脉冲具有预设定的信号形式，该脉冲优选为正弦脉冲，并特别优选为以指数形式衰减的正弦脉冲，例如图5所示。通过该脉冲可在探针2的处理表面和待处理的组织之间产生冷等离子体或低压等离子体。

图2示出了图1的变压器室8的结构，该变压器室8由电绝缘材料制成，并优选为由塑料制成。

在变压器室8具有用于探针2的耦合件7的一端，该变压器室装配有接触弹簧12，该接触弹簧12与变压器1电接触。正如前面简要的介绍，接触弹簧12提供了与探针2的接触。电压脉冲通过该接触传递给探针2。构造为玻璃探针的探针2通常装配有两个腔室。内腔室优选地在500Pa到最大3000Pa的负压下填充100％氖气。该内腔室将高电压传输至仪器探针的尖端上。而外腔室用于对内腔室进行绝缘和保护。内腔室优选地由玻璃制成，而外腔室可以由玻璃材料或贵重金属制成。

在探针2的处理表面相对的一端上通过金属盖口(metal flap)密封；其中，该金属盖口与接触弹簧12以及耦合件7一起产生与位于变压器室8内的变压器1连接的电插入式连接系统。

在探针2的接触表面以及待处理的生物组织G之间，通过1mm到5mm之间的间距使得所提供的高压交流电压和典型的脉冲图形引起了冷等离子体或低压等离子体的形成。其中，通过该冷等离子体或低压等离子体，可以杀灭附着组织G上的细菌、病菌、病毒、真菌或其他类似的微生物。

在构造成玻璃探针的探针2内的气体暴露在所产生的高频交变电磁场，以产生辉光放电(微放电)。在这种情况下，变压器的输出可以通过控制装置3来调整，从而可设置范围在1.8V到35V之间的电压；该电压随后通过传导气体传输至探针2的处理表面。如果探针2的处理表面设置于待处理的组织G的正上方，则该待处理表面的电压根据仪器探针尖端和皮肤表面之间的空气的表面电阻(skin resistance)来设置。

用于低压等离子体或冷等离子体的直接生成的方法与图6所示的介质阻挡放电的结构对应。其中，激励电压在变压器1中产生。在本例中，该探针2构成了金属电极14和电介质15。接地电极由待处理的组织G所形成，由此使得大体上由变压器1所提供的激励电压16施加至组织G和探针2的金属电极14之间。所示的图表用作其他评估(assessment)的模型。

由介质阻挡放电(dielectric barrier discharge)形成等离子体的物理评估。其中，介质阻挡放电也称为介质阻碍放电或无声放电；该介质阻挡放电使得在点火起辉阶段(ignition phase)，并在大气压力下产生非热等离子体丝P。在该评估中，介质阻碍放电或无声放电与电晕放电(alongside)一同为气体放电的变形。其中，该气体放电将在点火起辉阶段(ignition phase)，并在大气压力下产生非热等离子体细丝P。气体放电的两种形式之间的不同之处在于放电丝的灭火机理不同。在电晕放电的例子中为空间电荷朝向(charge-oriented)；而在介质阻挡放电的例子中为表面电荷朝向。

图6所示的基本结构由两个电极组成；其中这两个电极为高压电极14和接地电极G；并在两个电极之间具有一个或多个介质阻挡件15(绝缘体)。在介质15和接地电极G之间设有间隙，该间隙的宽度可变，宽度的大小大约为几mm至cm的范围内。待处理的样品设置在接地电极G上，或形成接地电极G。为了产生放电，需要电压为1-100kV的交流电压以及10-50kHz的频率。该放电表征为微放电或等离子体丝P的形成。在该反应中，电荷载体在电介质15上积聚，并使外界电场减弱，由此导致等离子体丝P的熄灭。电介质15用于电流限制，并使得放电可发生在多个在统计学上均匀分布的点上，并由此使得待处理的组织G的整个表面上可进行等离子处理。

图3和图4以示例的方式示出了两个电路，其中示出了安全装置30。虽然根据图3的安全装置设计成接触桥(contact bridge)，但是图4示出的结构更加复杂。该接触桥可仅仅根据(with reference to)该接触桥的开关的位置执行控制装置3或者变压器1的功率设置。

在图4中，安全装置30通过处理器40实施。该处理器40基于软件控制在安装在根据本发明的设备中的探针的帮助下执行控制装置3或者变压器1的功率设置。在该例子中，探针2与处理器40通信并且将其应用或操作参数给处理器40。根据这些信息，处理器40现在确定适合用于所述控制装置3或者变压器1的功率参数，并且该功率参数传送给控制装置3。这样，可以作出对应设置，从而执行对组织的处理。

等离子体形成的物理评估根据帕邢和汤森方法(Paschen and Townsendmethod)来进行。该分析涉及图6所示的介质阻挡放电的模型。该评估使得可以确定导致等离子体形成的击穿电压(点火电压)。在击穿电压以下，存在表征为冷等离子体或低压等离子体的等离子体丝P。

起点(starting point)为电容，该电容的板间距为d＝1mm。在电容的板之间设有空气。α为每个单位长度中电子电离中性原子或分子的概率。由于电场的快速改变以及离子的质量较大，因此可以忽略离子和中性原子的撞击。

如果N为所产生的电子数量，则将应用以下公式：

dN/dx＝αN  (1.1)

在这种情况下，N₀为外部产生电子的数量，例如通过宇宙辐射产生的电子数量。而电离撞击的数量与压力p和电离撞击的概率成正比。

此外，对于电子的动能将采用以下公式：

E_ion＝eE λ_ion  (1.3)|

在本例中，λ_ion为加速路径；E为所施加的电场强度。由于非弹性撞击的作用，使得仅有一小部分流过路径λ_ion而没有能量损失。

这使得常数α可以为： $\mathrm{\α}={\mathrm{Ape}}^{xp-\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_{ion}}{{\mathrm{\λ}}_{inel}}\right)=Ap\exp -\left(B\frac{p}{E}\right)}---\left(1.4\right)$

通过击穿电压U_zünd＝E_d，可以获得以下公式：

$U_{z\stackrel{\·\·}{u}nd}=\frac{Bpd}{ln\left(Apd\right)-\ln \left(\ln \right(1+{\mathrm{\γ}}^{-1}))}\≈3kV---\left(1.5\right)$

在本例中，γ为每个离子所产生的电子的数量(第三汤森系数)，其中，通过该数量使点火条件为：

在本例中，大体上y<<1。

其中示出了空气(曲线1)和SF6(曲线2)的帕邢曲线。

p:压力

s：间隙尺寸。

帕邢曲线(Paschen curve)描述了间隙尺寸和压力的乘积对用于产生气体放电的击穿电压的影响。

对于本实施例，可以估算间隙宽度对击穿电压的影响。

间隙宽度	Uzünd
		1mm	3kV
2mm	6kV
		3mm	9kV
4mm	12kV
		5mm	15kV
6mm	18kV

因此，在电压为3kV且空气为1bar时发生电击穿。由于所有的原子或分子在整个路径d上已经电离，因此上述电压为用于稳定的等离子体所必需的电压上限。在该电压以下，在阻挡放电中，薄的放电通道(等离子体丝P)在电极之间(在区域上间隔1mm)形成；其中，该薄的放电通道表征为冷等离子体。在大气压下，可以观察到在统计学上分布的大量的瞬态放电通道(微放电)。

与系统的测量相比，等离子体的存在所必需的标准为：德拜长度(Debyelength)较小。该屏蔽长度的特征为，在该长度上，局部离子或电子放电的可能性充分且剧烈地下降(大体上下降至1/e)。因此，由于在等离子体中阳离子由球形的电子云所包围，使得电荷在一定程度上彼此相互补偿。其中，这些球形的半径为德拜长度。在本例中，由于离子的质量更大，因此可以忽略离子在交变电场中相对于电子的运动。对于德拜长度同样可以忽略该运动。

${\mathrm{\&lambda;}}_d=\sqrt{\frac{{\mathrm{\&epsiv;}}_0{k}_b{T}_e}{n_e{e}^2}}---\left(2.1\right)$

对于非等温等离子体，由于其质量更小，电子的温度比离子的温度更高。在阻挡放电的例子中，

T_e～1-10eV  (2.2)(电子温度)以及

n_e～10²⁰-10²¹m^-3  (2.3)(电子的体积数量密度)

如果这些数值插入到公式(2.1)中，则阻挡放电的非等温等离子体的德拜长度为：

λ_d＝2.35·10^-6m  (2.4)，

其中，德拜长度的计算用于在数密度为n_e＝1020m^-3且电子温度为Te＝10eV＝1.16·105K的最不利的例子。

在本例中，假定本系统的数量级为mm的范围，则德拜长度减小到1/1000，而等离子体存在的必要标准由此可以满足。

另一标准在于，德拜球内的带电颗粒的平均数量大于一个。在n_e＝1020m^-3的不利条件下，约5000个带电颗粒位于德拜球内，由此也可以满足上述标准。

根据本发明的设备的参数满足用于产生冷等离子体的物理前提条件。

标号清单

1 变压器

2 探针

3 控制装置

4 初级线圈

5 次级线圈

7 耦合件(coupling)

8 变压器室

9 耦合件

10 棒芯(rod core)

11 腔室

12 接触弹簧

13 电源

14 金属电极

15 电介质

16 激励电压

30 安全装置

40 处理器

P 等离子体丝(plasma filament)

B 重叠区域

d1 间距

d2 间距

F 手指

K 总电容

CF 手指的电容(capacitance finger)

L 长度

SK 共振电路

G 组织

Claims (12)

1.一种采用低压等离子体处理生物组织(G)的设备，具有

a)变压器(1)，用于生产高频电磁场；

b)探针(2)，与所述变压器(1)电耦合；以及

c)控制装置(3)，用于控制由所述变压器(1)所产生的高频电磁场；

其特征在于，安全装置(30)与所述控制装置(3)相连，通过所述安全装置(30)，可以为对应的应用自动设置所述变压器(1)产生的所述电磁场的功率。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述变压器(1)包括变压器室(8)，所述变压器室(8)具有与所述探针的耦合件(7)相对的耦合件(9)；其中所述耦合件用于所述控制装置(3)的电气/电子连接；所述变压器室(8)优选地构造成手柄，并对应地符合人体工程地形成。

3.根据一项前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述控制装置(3)设置于所述变压器室(8)内部或外部，且连接有电源。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述安全装置(30)设置成位于电插头型连接系统内部，所述电插头连接系统与所述耦合件(7、9)连接，所述耦合件(7、9)位于所述探针(2)或所述控制装置(3)和所述变压器(1)之间。

5.根据前面权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述安全装置(30)构造成电阻器、存储器芯片或处理器(40)。

6.根据前面权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述存储器芯片或处理器(40)构造成与所述探针(2)通信。

7.根据前面权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述存储器芯片或处理器(40)构造成确定用于所述控制装置和/或所述变压器(1)的功率参数。

8.根据前面权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述存储器芯片或处理器(40)设计成用于转发，特别是用于加密转发所述控制装置(3)和/或所述变压器(1)的功率参数到所述控制装置(3)。

9.根据前面权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述安全装置(30)连接到传感器以用于通信目地，其中所述传感器确定所述探针(2)的处理表面的环境参数，其中所述传感器特别确定所述探针(2)的所述处理表面的环境中的气体组成。

10.根据前面权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述探针(2)构造成玻璃探针。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述玻璃探针在负压下填充传导气体，优选为在500Pa到3000Pa的负压下填充，特别优选为在2000Pa下填充；所述传导气体优选为惰性气体或惰性气体混合物。

12.一种用于通过低压等离子体处理生物组织(F)的方法，具有根据权利要求1-11中任一项所述的设备，具有以下方法步骤：

a)在次级线圈(5)一侧向电源提供从0.1μA到300μA的电流强度；其中，该电源的形式为范围从12V到600V的直流电压或低频交流电压；

b)将直流电压或低频交流电压转换成高频交流电压，频率为10kHz到50kHz之间；

c)将高频交流电压转换成范围为1800V到35000V的电压；

d)将电压范围为1800V到35000V的高频交流电压传输至探针(2)；所述探针优选为玻璃探针；其中所述探针位于待处理的生物组织上方，并与所述待处理的生物组织之间设有1mm到5cm的间距。