CN109152600A - 采用等离子弧流的组织治疗 - Google Patents

Abstract

一种组织治疗装置，包含电路驱动器、电极和等离子弧聚焦元件，它们全部设置在外壳内。所述电路驱动器产生等离子弧源信号。所述电极响应于所述等离子弧源信号产生等离子体流。所述等离子弧聚焦元件使所述等离子体流聚焦以穿过所述外壳的出口孔并到达治疗受试者的靶组织上的靶点，以对所述靶组织进行热处理。在一些实施方案中，所述电路驱动器通过调制所述等离子弧源信号的基频、功率水平、脉冲频率和/或脉冲占空比来控制所述靶组织的温升。

Description

采用等离子弧流的组织治疗

相关申请

本申请要求2016年2月19日提交的标题为“采用等离子弧流的组织治疗(TissueTreatment with Plasma Arc Stream)”的美国临时专利申请号62/297,633的权益，出于所有目的将该申请通过引用特此并入。

背景技术

一些类型的医学病况可能非常持久并且难以治疗或治疗成本高昂。例如，对人的脚趾甲上的真菌的治疗通常在医生的办公室中用昂贵的激光装置进行。或者，在数月的时间内将抗真菌乳膏或软膏应用于感染区域。需要一种快速、低成本、易于使用的治疗方法。

发明内容

在一些实施方案中，组织治疗装置包含外壳、电路驱动器、电极和等离子弧聚焦元件。外壳包含出口孔。电路驱动器设置在外壳内并产生等离子弧源信号。电极设置在外壳内，接收等离子弧源信号，并响应于等离子弧源信号产生等离子体流。等离子弧聚焦元件设置在外壳内，与电极和出口孔相邻。等离子弧聚焦元件使等离子体流聚焦以穿过出口孔并到达治疗受试者的靶组织上的靶点，以对靶组织进行热处理。在一些实施方案中，所述组织治疗装置进一步包含等离子弧转向元件，其设置在外壳内，与电极和出口孔相邻。在一些实施方案中，等离子弧转向元件控制等离子体流的方向以在大于靶点的区域上扫描靶点。在一些实施方案中，等离子弧聚焦元件和等离子弧转向元件是单个磁场线圈。在一些实施方案中，等离子弧聚焦元件是第一磁场线圈，并且等离子弧转向元件是第二磁场线圈。在一些实施方案中，等离子弧聚焦元件使等离子体流针对靶点缩小至2mm或更小的直径。在一些实施方案中，电路驱动器通过调制等离子弧源信号的基频和功率水平来控制由等离子体流引起的靶组织的温升。在一些实施方案中，电路驱动器进一步通过调制脉冲频率和脉冲占空比来控制温升，在所述脉冲频率和所述脉冲占空比下等离子弧源信号是脉冲式的。在一些实施方案中，等离子体流能够在靶点处的靶组织的表面下方产生空化压力波。在一些实施方案中，热处理能够治疗靶组织的医学病况，如真菌感染、细菌感染、丘疹或发热性水疱。在一些实施方案中，组织治疗装置进一步包含接地垫，所述接地垫能够接触治疗受试者的皮肤表面以形成电回流路径。在一些实施方案中，组织治疗装置进一步包含气室，所述气室设置在外壳内，并包含流向出口孔的惰性气体，其中等离子体流在惰性气体中产生。在一些实施方案中，组织治疗装置进一步包含电力存储源，所述电力存储源设置在外壳内并电连接至电路驱动器，以向电路驱动器提供电力以产生等离子弧源信号。

在一些实施方案中，组织治疗装置包含外壳、电路驱动器和电极。外壳包含出口孔。电路驱动器设置在外壳内并产生等离子弧源信号。电极设置在外壳内，接收等离子弧源信号，并响应于等离子弧源信号产生等离子体流。所述等离子体流穿过所述出口孔并到达治疗受试者的靶组织上的靶点，以对所述靶组织进行热处理。所述电路驱动器通过调制所述等离子弧源信号的功率水平来控制由所述等离子体流引起的所述靶组织的温升。在一些实施方案中，电路驱动器进一步通过调制等离子弧源信号的基频来控制温升。在一些实施方案中，电路驱动器进一步通过调制脉冲频率或脉冲占空比来控制温升，在所述脉冲频率或脉冲占空比下等离子弧源信号是脉冲式的。在一些实施方案中，组织治疗装置进一步包含等离子弧聚焦元件，所述等离子弧聚焦元件设置在外壳内，与电极和出口孔相邻，并且将等离子体流聚焦以穿过出口孔并到达靶点。

一些实施方案的特征在于一种方法，其中电路驱动器(设置在组织治疗装置的外壳内)产生等离子弧源信号。电极(设置在外壳内)响应于等离子弧源信号产生等离子体流。等离子弧聚焦元件(设置在外壳内)产生磁场源信号。磁场源信号将等离子体流聚焦并引导其通过外壳的出口孔并到达治疗受试者的靶组织上的预定大小的靶点，以对靶组织进行热处理。在一些实施方案中，改变等离子体流的引向以在大于靶点的区域上扫描靶点。在一些实施方案中，通过电路驱动器调制等离子弧源信号的基频和功率水平来控制靶组织的温升(由等离子体流引起)。在一些实施方案中，还通过调制脉冲频率和脉冲占空比来控制温升，在所述脉冲频率和所述脉冲占空比下等离子弧源信号是脉冲式的。

附图说明

图1是根据本发明的实施方案采用等离子弧流治疗活组织的示例性治疗装置的简化平面图。

图2是根据本发明的实施方案的图1中所示的示例性治疗装置的简化示意框图。

图3是根据本发明另一个实施方案的图1中所示的示例性治疗装置的简化示意框图。

图4是根据本发明的实施方案采用等离子弧流治疗活组织的另一个示例性治疗装置的简化平面图。

图5是根据本发明的实施方案的图4中所示的示例性治疗装置的简化示意框图。

图6是根据本发明另一个实施方案的图4中所示的示例性治疗装置的简化示意框图。

图7是根据本发明的实施方案采用等离子弧流治疗活组织的另一个示例性治疗装置的简化平面图。

图8是根据本发明的实施方案的图7中所示的示例性治疗装置的简化示意框图。

图9是根据本发明另一个实施方案的图7中所示的示例性治疗装置的简化示意框图。

具体实施方式

图1-图9示出了用等离子弧流治疗活组织的治疗装置的示例性实施方案。每个示例性治疗装置能够实现快速、低成本的脚趾甲真菌治疗，其可以被消费者用作简单的家庭或医生办公室的治疗方法。

每个示例性治疗装置被描述为用于治疗人脚趾甲的表面上的真菌感染。然而，治疗装置的一些实施方案也可用于治疗任何合适组织的任何合适病况。可进行治疗的合适病况的一些例子是真菌感染、细菌感染、丘疹、脚趾甲真菌、甲癣、运动员脚(athlete’s foot)和发热性水疱等。

图1、图2和图3显示了用于采用等离子弧流治疗活组织(例如，人类的脚、脚趾或脚趾甲)的精确靶区域的医学病况(例如，杀灭真菌感染)的示例性治疗装置100。在图1所示的实施方案中，治疗装置100通常包含细长外壳101、电源(例如，电池)102、电路驱动器(或电路驱动板)103、一个或多个电极104、一个或多个绝缘体105、等离子体室106、启动/停止开关107和接地垫112。还可以包含附加部件，但是为了简单起见未示出。

在一些实施方案中，外壳101具有大体上呈管状的形状，在其大部分长度上具有合适的直径以容纳大多数其他部件，但在一端处的出口孔108附近渐缩至较小直径。外壳101的大体形状适合于握在人的手中。外壳101通常由任何合适的材料制成，如铝、其他金属、塑料等。在一些实施方案中，外壳101用作等离子体室106、电路驱动板103和电池102之间的电接地回流路径。外壳101包含电池102、电路驱动板103、绝缘体105、等离子体室106、启动/停止开关107和电极104，并为它们提供安装支撑。在一些实施方案中，等离子体室106是定义的体积(即，等离子体区域)，其中所述等离子体在外壳101的内部的出口孔108附近产生。

接地垫112经由电导体113(例如，电线)电连接至外壳101或电路驱动板103(通过外壳101)。在一些实施方案中，接地垫112接触治疗受试者(例如，具有待治疗的靶组织的人、动物等)的皮肤表面，其作为从治疗受试者通过电导体113到外壳101或电路驱动板103的接地回路。接地回路有助于将等离子弧引导至治疗受试者的靶组织。在一些实施方案中，接地垫112附接至治疗受试者，例如，采用导电粘合剂附接至治疗受试者的皮肤上的在靶组织附近的区域。例如，如果靶组织是人的脚趾甲，则接地垫112可以附接至人的脚114且相对靠近靶脚趾甲，如所示。

在一些实施方案中，电路驱动板103由安装在IC(集成电路)芯片中和/或安装在PCB(印刷电路板)上的固态集成半导体无源和有源部件制成。电路驱动板103电连接至电池102、电极104和外壳101。利用由电池102供应的电力，电路驱动板103产生施加于电极104的高电压低电流等离子弧源信号。在一些实施方案中，传递至电极104的功率为0.1W至10W，或4W至7W，或3W至5W。

在一些实施方案中，电极104为等离子弧中心电极。电极104由任何合适的材料制成，如不锈钢、铂、金、银、其他金属、导电陶瓷、混合的金属组合等。电极104电连接至电路驱动板103。此外，电极104的一端定位在等离子体室106中或与等离子体室106相邻。从电路驱动板103接收的高电压低电流等离子弧源信号使得电极104在等离子体室106中的气体(例如，氧气、氦气、氩气、氮气等)中撞击或产生等离子体。在一些实施方案中，等离子弧流包含由气体的电离和反应形成的活性物质。可以通过改变气体的组成和/或调整提供给电极104的等离子弧源信号的参数(例如，电压、电流、功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比、脉冲形状等)来调节活性物质。在一些实施方案中，等离子体室106由抵抗与等离子体反应的材料构成。可制成等离子体室106的材料的一些例子包括铝、不锈钢、导电玻璃、导电塑料等。

在一些实施方案中，绝缘体105由绝缘塑料材料、陶瓷、玻璃或其他合适的绝缘材料制成。绝缘体105接触外壳101的内表面和电极104的外表面(电极104的两端附近)以支撑电极104，所述电极104与外壳101为间隔开的、总体上为同心的关系。因此，绝缘体105使电极104与外壳101的内表面电绝缘和热绝缘。

在一些实施方案中，电池102是能够产生适当电压(例如，0.8伏直流至7.4伏直流)的任何合适的可充电或不可充电电力存储源(例如，锂离子电池、碱性电池等)。电池102电连接至电路驱动板103，以向电路驱动板103提供电力。

在一些实施方案中，启动/停止开关(或按钮)107穿过外壳101进行安装，使得其暴露在外壳101的外部并且可在外壳101的外部使用。在外壳101内，启动/停止开关107电连接至电路驱动板103。当打开或关闭时(例如，通过用户按压或切换)，启动/停止开关107分别启用或停止电路驱动板103的运行。

当被启用时，电路驱动板103将等离子弧源信号提供给电极104。作为响应，电极104在等离子体室106中的气体中产生等离子体。当气体流过等离子体室106时，产生的等离子体作为等离子弧流109通过出口孔108穿出。当出口孔108保持在靶组织110(例如，人的脚趾甲)附近时，等离子弧流109热处理靶组织(例如，杀灭靶组织110上的真菌111)。在一些实施方案中，被治疗的靶组织110的“靶温度”在治疗期间升高至大于100℉，或大于110℉，或大于120℉，或大于130℉，或大于140℉，或大于150℉，或大于160℉，或100℉至180℉，或120℉至180℉，或120℉至160℉，或130℉至150℉。在一些实施方案中，靶组织110的温升的温度差异在30℉与100℉之间。

在一些实施方案中，由于与等离子弧流的相互作用而在靶组织110中产生的热量引起被治疗组织的压力变化，这可导致能破坏周围组织的空化。如本文所用，空化是在液体中形成蒸气腔，蒸气腔是作用在液体上的力的结果。当液体经受快速的压力变化(导致在压力相对较低的地方形成空腔)时，通常会发生空化。当经受来自外部的较高压力时，空隙内爆并且可在靶点处的靶组织表面下方产生强烈的冲击波或空化压力波。在本公开的上下文中，冲击波可损伤或破坏与等离子体相互作用的靶组织110周围的组织。

在一些实施方案中，由电路驱动板103提供给电极104的等离子弧源信号是连续波或脉冲式的。在一些实施方案中，提供给产生等离子体的电极104的等离子弧源信号具有0.1W至10W或4W至7W的时间平均功率。在一些实施方案中，提供给产生等离子体的电极104的等离子弧源信号具有10kHz至1MHz或50kHz至500kHz或约100kHz的基频。在一些实施方案中，提供给产生等离子体的电极104的等离子弧源信号以5Hz至100Hz或15Hz至500Hz的重复、调制或脉冲频率为脉冲式的。在一些实施方案中，提供给产生等离子体的电极104的等离子弧源信号是脉冲式的并且脉冲占空比(即，等离子弧源信号的瞬时功率开启的时间部分除以等离子弧源信号的瞬时功率关闭的时间部分)为1％至10％，或10％至90％，或20％至80％，或30％至70％，或40％至60％，或10％至50％，或50％至90％，或10％至30％，或70％至90％。在一些实施方案中，提供给电极104的等离子弧源信号以50ns至200微秒或10ns至300微秒的脉冲持续时间为脉冲式的。在一些实施方案中，提供给产生等离子体的电极104的调频等离子弧源信号中的脉冲的形状是方形脉冲、矩形脉冲、锯齿形脉冲、三角形脉冲或其他形状。不受理论的限制，时间平均功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比和脉冲形状的组合通常确定了与等离子弧流相互作用的靶组织的平均温升。在一些实施方案中，选择或调节提供给电极104的等离子弧源信号的时间平均功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比和脉冲形状，以在与所得的等离子弧流相互作用的靶组织中产生特定的预定平均温升。以这种方式，电路驱动板103通过控制、调整或调制这些参数来控制靶组织的温度或温升。在一些实施方案中，靶温度可以是不同的。例如，破坏真菌感染通常所需的温度不同于破坏细菌感染通常所需的温度。在一些实施方案中，需要不同的等离子体参数(例如，时间平均功率、脉冲频率等)以在与等离子弧流相互作用的靶组织中产生特定的预定靶温度。例如，脚趾甲下的真菌感染需要比丘疹的组织更多的时间平均功率，以产生140℉的靶温度。

图2显示了治疗装置100的实施方案，其具有电池102、电路驱动板103、一个或多个电极104、等离子(弧)室106和启动/停止开关107。在一些实施方案中，这些部件通常与以上关于图1描述的部件相同或相似(具有相同的参考编号)。此外，在一些实施方案中，治疗装置100还具有等离子弧接地回路200。此外，在一些实施方案中，电路驱动板103通常具有DC到DC低压转换器201、DC到AC高频电压转换器202、AC到DC高压倍增器203和高压电流限制元件204。

在一些实施方案中，等离子弧接地回路200是导线或其他导体，其在等离子弧室106、电路驱动板103和电池102之间延伸并使它们电连接以完成电路。在一些实施方案中，外壳101用作等离子弧接地回路200。在一些实施方案中，如上所述，为附接至治疗受试者的接地垫112提供另一个接地回路(图2中未示出)，以帮助确保等离子弧流到达靶组织。

在一些实施方案中，DC到DC低压转换器201接收来自电池102的电压并将其转换为由电路驱动板103的部件使用的一个或多个DC电压。

在一些实施方案中，DC到AC高频电压转换器202是相对小包装尺寸的相对高效的器件，用于接收来自DC到DC低压转换器201的DC电压并产生等离子弧信号生成所需的AC高频电压信号。

在一些实施方案中，AC到DC高压倍增器203接收AC高频电压信号并将其转换以进一步增加电压并将其整流为DC电压。

在一些实施方案中，高压电流限制元件204接收DC电压并限制等离子弧的功率，以便保护靶组织110免受高于靶温度的温度的影响。

图3显示了治疗装置100的实施方案，其具有电池102、电路驱动板103、一个或多个电极104、等离子(弧)室106、启动/停止开关107、等离子弧接地回路200、DC到DC低压转换器201、DC到AC高频电压转换器202、AC到DC高压倍增器203以及高压电流限制元件204。在一些实施方案中，这些部件通常与以上关于图1和图2描述的部件相同或相似(具有相同的参考编号)。在一些实施方案中，治疗装置100还具有或连接至AC到DC电源适配器300和电池充电电路301。

在一些实施方案中，在电池102完全或部分放电的情况下，当插入AC插座时AC到DC电源适配器300用于为电池102充电并为治疗装置100供电。在一些实施方案中，AC到DC电源适配器300在外壳101的外部或内部。

在一些实施方案中，电池充电电路301并入到电路驱动板103上，用于电池102的快速充电。在一些实施方案中，电池充电电路301在外壳101的外部或内部。

图4、图5和图6显示了用于采用等离子弧流治疗活组织(例如，人类的脚、脚趾或脚趾甲)的精确靶区域的医学病况(例如，杀灭真菌感染)的另一种示例性治疗装置400。在图4所示的实施方案中，治疗装置400通常包含细长外壳401、电源(例如，电池)402、电路驱动器(或电路驱动板)403、一个或多个电极404、一个或多个绝缘体405、等离子体室406、启动/停止开关407和一个或多个磁场(转向或聚焦)线圈408以及接地垫414。还可以包含附加部件，但是为了简单起见未示出。

在一些实施方案中，外壳401具有大体上呈管状的形状，在其大部分长度上具有合适的直径以容纳大多数其他部件，但在一端处的出口孔409附近渐缩至较小直径。外壳401的大体形状适合于握在人的手中。外壳401通常由任何合适的材料制成，如铝、其他金属、塑料等。在一些实施方案中，外壳401用作等离子体室406、电路驱动板403和电池402之间的电接地回流路径。外壳401包含电池402、电路驱动板403、绝缘体405、等离子体室406、启动/停止开关407、电极404和磁场线圈408，并为它们提供安装支撑。在一些实施方案中，等离子体室406是定义的体积(即，等离子体区域)，其中所述等离子体在外壳401的内部的出口孔409附近产生。

接地垫414经由电导体415(例如，电线)电连接至外壳401或电路驱动板403(通过外壳401)。在一些实施方案中，接地垫414接触治疗受试者(例如，具有待治疗的靶组织的人、动物等)的皮肤表面，其作为从治疗受试者通过电导体415到外壳401或电路驱动板403的接地回路。接地回路有助于将等离子弧引导至治疗受试者的靶组织。在一些实施方案中，接地垫414附接至治疗受试者，例如，采用导电粘合剂附接至治疗受试者的皮肤上的在靶组织附近的区域。例如，如果靶组织是人的脚趾甲，则接地垫414可以附接至人的脚416且相对靠近靶脚趾甲，如所示。

在一些实施方案中，电路驱动板403由安装在IC(集成电路)芯片中和/或安装在PCB(印刷电路板)上的固态集成半导体无源和有源部件制成。电路驱动板403电连接至电池402、电极404、磁场线圈408和外壳401。利用由电池402供应的电力，电路驱动板403产生施加于电极404的高电压低电流等离子弧源信号以及施加于磁场线圈408的磁场源信号。传递至电极404的功率与以上针对图1-图3的实施方案所描述的功率相同或相似。在一些实施方案中，传递至磁场线圈408的电流为50mA至500mA或更大。

在一些实施方案中，电极404为等离子弧中心电极。电极404由任何合适的材料制成，如不锈钢、铂、金、银、其他金属、导电陶瓷、混合的金属组合等。电极404电连接至电路驱动板403。此外，电极404的一端定位在等离子体室406中或与等离子体室406相邻。从电路驱动板403接收的等离子弧源信号使得电极404在等离子体室406中的气体(例如，氧气、氦气、氩气、氮气等)中撞击或产生等离子体。在一些实施方案中，等离子弧流包含由气体的电离和反应形成的活性物质。可以通过改变气体的组成和/或调整提供给电极404的等离子弧源信号和施加于磁场线圈408的磁场源信号的参数(例如，电压、电流、功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比、脉冲形状等)来调节活性物质。在一些实施方案中，等离子体室406由抵抗与等离子体反应的材料，例如如以上针对图1-图3的实施方案所述的材料构成。

在一些实施方案中，磁场线圈408是任何合适的等离子弧转向和/或聚焦元件，如缠绕在线轴(例如，套管413)周围的多匝铜线。磁场线圈408靠近或相邻电极404、等离子体室(区域)406、出口孔409和/或等离子弧源信号放置。在一些实施方案中，磁场线圈408通常围绕与出口孔409相邻的等离子体室406的大部分。从电路驱动板403接收的磁场源信号使得磁场线圈408控制等离子弧源信号的方向，以将等离子体场从等离子体室406引导至靶组织411上的靶点417上。

在一些实施方案中，磁场线圈408表示至少两个单独的等离子弧转向和聚焦元件。在一些实施方案中，存在转向线圈和聚焦线圈，其每一个都包含磁场线圈。

不受理论的限制，点的大小将是确定等离子弧流在它与被治疗的靶组织相互作用的地方的功率密度的主要因素。在一些实施方案中，可利用点的大小在靶点417内与等离子弧流相互作用的组织中产生特定平均温升。对于较小的靶点大小，治疗受试者通常能够承受更高的温度和相关的疼痛。在一些实施方案中，靶点直径具有0.1mm至10mm，0.5至5mm，或1mm至2mm，或10、5或2mm或更小的预定大小。

在一些实施方案中，用户手动扫描所述装置(即，手动移动靶点417以与意欲治疗的靶组织411的所有区域相互作用)。在一些实施方案中，等离子弧流光栅在待治疗的组织上来回移动(例如，使用转向线圈来改变或控制等离子弧流的方向)，并在大于靶点417的区域上扫描靶点417。不受理论的限制，与等离子弧流相互作用的组织的温度可受如下影响或控制：等离子弧流与靶组织411相互作用的时间量，直到达到稳态温度时的时间量。在一些实施方案中，选择正在治疗的靶组织411上的等离子弧流的扫描速率，以在与等离子弧流相互作用的靶组织411中产生特定的平均温升。

在一些实施方案中，绝缘体405由绝缘塑料材料、陶瓷、玻璃或其他合适的绝缘材料制成。绝缘体405接触外壳401的内表面和套管413或电极404的外表面(电极404的两端附近)，以支撑电极404(和磁场线圈408)，所述电极404(和磁场线圈408)与外壳401为间隔开的、总体上为同心的关系。因此，绝缘体405使电极404(和磁场线圈408)与外壳401的内表面电绝缘和热绝缘。

在一些实施方案中，电池402是能够产生适当电压(例如，0.8伏直流至7.4伏直流)的任何合适的可充电或不可充电电力存储源(例如，锂离子电池、碱性电池等)。电池402电连接至电路驱动板403，以向电路驱动板403提供电力。

在一些实施方案中，启动/停止开关(或按钮)407穿过外壳401进行安装，使得其暴露在外壳401的外部并且可在外壳401的外部使用。在外壳401内，启动/停止开关407电连接至电路驱动板403。当打开或关闭时(例如，通过用户按压或切换)，启动/停止开关407分别启用或停止电路驱动板403的运行。

当被启用时，电路驱动板403将等离子弧源信号提供给电极404，并将磁场源信号提供给磁场线圈408。作为响应，电极404和磁场线圈408在等离子体室406中的气体中产生等离子体。当气体流过等离子体室406时，产生的等离子体作为等离子弧流410通过出口孔409穿出。当出口孔409保持在靶组织411(例如，人的脚趾甲)附近时，等离子弧流410热处理靶组织(例如，杀灭靶组织411上的真菌412)。在一些实施方案中，靶温度和温度差异与以上针对图1-图3的实施方案所描述的靶温度和温度差异相同或相似。在一些实施方案中，如上所述，在靶组织411中产生的热量引起空化和所得到的效果。

在一些实施方案中，由电路驱动板403提供给电极404的等离子弧源信号是连续波或脉冲式的。在一些实施方案中，提供给电极404的等离子弧源信号具有与以上针对图1-图3的实施方案所描述的参数相同或相似的时间平均功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比、脉冲持续时间和/或脉冲形状。不受理论的限制，时间平均功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比和脉冲形状的组合通常确定了与等离子弧流相互作用的靶组织的平均温升。在一些实施方案中，选择或调节提供给电极404的等离子弧源信号的时间平均功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比和脉冲形状，以在与所得的等离子弧流相互作用的靶组织中产生特定的预定平均温升。以这种方式，电路驱动板403通过控制、调整或调制这些参数来控制靶组织的温度或温升。在一些实施方案中，靶温度可以是不同的，如上所述。在一些实施方案中，需要不同的等离子体参数(例如，时间平均功率、脉冲频率等)以在与等离子弧流相互作用的靶组织中产生特定的预定靶温度。

图5显示了治疗装置400的实施方案，其具有电池402、电路驱动板403、一个或多个电极404、等离子(弧)室406、启动/停止开关407和磁场线圈408。在一些实施方案中，这些部件通常与以上关于图4描述的部件相同或相似(具有相同的参考编号)。此外，在一些实施方案中，治疗装置400还具有等离子弧接地回路500。此外，在一些实施方案中，电路驱动板403通常具有微控制器501、DC到DC低压转换器502、DC到AC高频电压转换器503、AC到DC高压倍增器504和高压电流限制元件505。

在一些实施方案中，等离子弧接地回路500是导线或其他导体，其在等离子弧室406、电路驱动板403和电池402之间延伸并使它们电连接以完成电路。在一些实施方案中，外壳401用作等离子弧接地回路500。在一些实施方案中，如上所述，为附接至治疗受试者的接地垫414提供另一个接地回路(图5中未示出)，以帮助确保等离子弧流到达靶组织。

在一些实施方案中，微控制器501控制治疗装置400的所有操作功能，包括磁场线圈408和等离子弧信号的方向。在这种控制下，微控制器501可以将等离子体场缩小到精确位置或将其开放为更宽的场。

在一些实施方案中，DC到DC低压转换器502接收来自电池402的电压并将其转换为由电路驱动板403的部件使用的一个或多个DC电压。

在一些实施方案中，DC到AC高频电压转换器503是相对小包装尺寸的相对高效的器件，用于接收来自DC到DC低压转换器502的DC电压并产生等离子弧信号生成所需的AC高频电压信号。

在一些实施方案中，AC到DC高压倍增器504接收AC高频电压信号并将其转换以进一步增加电压并将其整流为DC电压。

在一些实施方案中，高压电流限制元件505接收DC电压并限制等离子弧的功率，以便保护靶组织411免受高于靶温度的温度的影响。

图6显示了治疗装置400的实施方案，其具有电池402、电路驱动板403、一个或多个电极404、等离子(弧)室406、启动/停止开关407、磁场线圈408、等离子弧接地回路500、微控制器501、DC到DC低压转换器502、DC到AC高频电压转换器503、AC到DC高压倍增器504以及高压电流限制元件505。在一些实施方案中，这些部件通常与以上关于图4和图5描述的部件相同或相似(具有相同的参考编号)。在一些实施方案中，治疗装置400还具有或连接至AC到DC电源适配器600和电池充电电路601。

在一些实施方案中，在电池402完全或部分放电的情况下，当插入AC插座时AC到DC电源适配器600用于为电池402充电并为治疗装置400供电。在一些实施方案中，AC到DC电源适配器600在外壳401的外部或内部。

在一些实施方案中，电池充电电路601并入到电路驱动板403上，用于电池402的快速充电。在一些实施方案中，电池充电电路601在外壳401的外部或内部。

图7、图8和图9显示了用于采用等离子弧流治疗活组织(例如，人类的脚、脚趾或脚趾甲)的精确靶区域的医学病况(例如，杀灭真菌感染)的另一种示例性治疗装置700。在图7所示的实施方案中，治疗装置700通常包含细长外壳701、电源(例如，电池)702、电路驱动器(或电路驱动板)703、一个或多个电极704、一个或多个绝缘体705、等离子体室706、启动/停止开关707、一个或多个磁场(转向或聚焦)线圈708、惰性气体室709、气体管710以及接地垫719。还可以包含附加部件，但是为了简单起见未示出。

在一些实施方案中，外壳701具有大体上呈管状的形状，在其大部分长度上具有合适的直径以容纳大多数其他部件，但在一端处的出口孔711附近渐缩至较小直径。外壳701的大体形状适合于握在人的手中。外壳701通常由任何合适的材料制成，如铝、其他金属、塑料等。在一些实施方案中，外壳701用作等离子体室706、电路驱动板703和电池702之间的电接地回流路径。外壳701包含电池702、电路驱动板703、绝缘体705、等离子体室706、启动/停止开关707、电极704、磁场线圈708、惰性气体室709和气体管710，并为它们提供安装支撑。在一些实施方案中，等离子体室706是定义的体积(即，等离子体区域)，其中所述等离子体在外壳701的内部的出口孔711附近产生。

接地垫719经由电导体720(例如，电线)电连接至外壳701或电路驱动板703(通过外壳701)。在一些实施方案中，接地垫719接触治疗受试者(例如，具有待治疗的靶组织的人、动物等)的皮肤表面，其作为从治疗受试者通过电导体720到外壳701或电路驱动板703的接地回路。接地回路有助于将等离子弧引导至治疗受试者的靶组织。在一些实施方案中，接地垫719附接至治疗受试者，例如，采用导电粘合剂附接至治疗受试者的皮肤上的在靶组织附近的区域。例如，如果靶组织是人的脚趾甲，则接地垫719可以附接至人的脚721且相对靠近靶脚趾甲，如所示。

在一些实施方案中，电路驱动板703由安装在IC(集成电路)芯片中和/或安装在PCB(印刷电路板)上的固态集成半导体无源和有源部件制成。电路驱动板703电连接至电池702、电极704、磁场线圈708、磁螺线管气流阀717和外壳701。利用电池702供应的电力，电路驱动板703产生施加于电极704的高电压低电流等离子弧源信号，施加于磁场线圈708的磁场源信号，以及施加于气流阀717的阀门控制信号。传递至电极704和/或磁场线圈708的电压、电流和/或功率与以上针对图1-图3和图4-图6的实施方案所描述的电压、电流和/或功率相同或相似。

在一些实施方案中，电极704为等离子弧中心电极。电极704由任何合适的材料制成，如不锈钢、铂、金、银、其他金属、导电陶瓷、混合的金属组合等。电极704电连接至电路驱动板703。此外，电极704的一端定位在等离子体室706中或与等离子体室706相邻。从电路驱动板703接收的等离子弧源信号使得电极704在等离子体室706中的气体(例如，氧气、氦气、氩气、氮气等)中撞击或产生等离子体。在一些实施方案中，等离子弧流包含由气体的电离和反应形成的活性物质。可以通过改变气体的组成和/或调整提供给电极704的等离子弧源信号和施加于磁场线圈708的磁场源信号的参数(例如，电压、电流、功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比、脉冲形状等)来调节活性物质。在一些实施方案中，等离子体室706由抵抗与等离子体反应的材料，例如如以上针对图1-图3和图4-图6的实施方案所述的材料构成。

在一些实施方案中，磁场线圈708是任何合适的等离子弧转向和/或聚焦元件，如缠绕在线轴(例如，套管718)周围的多匝铜线。磁场线圈708靠近电极704、等离子体室(区域)706、出口孔711和/或等离子弧源信号放置。在一些实施方案中，磁场线圈708通常围绕与出口孔711相邻的等离子体室706的大部分。从电路驱动板703接收的磁场源信号使得磁场线圈708控制等离子弧源信号的方向，以将等离子体场从等离子体室706引导至靶组织715上的靶点722上。

在一些实施方案中，惰性气体室709包含(惰性)气体或物质的储存器，在该储存器中产生等离子体。气体管710通过电极704将惰性气体室709物理地连接至通道712的一端。(在一些实施方案中，气体管710通过电极704延伸穿过通道712)。当通过阀门控制信号启用气流阀717时，惰性气体从惰性气体室709穿过气体管710，穿过通道712，在通道712的另一端离开电极出口孔713并进入等离子体室706。在一些实施方案中，选择包含在气室709中的气体以在等离子体内产生特定的活性物质。

在一些实施方案中，磁场线圈708表示至少两个单独的等离子弧转向和聚焦元件。在一些实施方案中，存在转向线圈和聚焦线圈，其每一个都包含磁场线圈。

不受理论的限制，点的大小将是确定等离子弧流在它与被治疗的靶组织相互作用的地方的功率密度的主要因素。在一些实施方案中，可利用点的大小在靶点722内与等离子弧流相互作用的组织中产生特定平均温升。对于较小的靶点大小，治疗受试者通常能够承受更高的温度和相关的疼痛。在一些实施方案中，靶点直径具有0.1mm至10mm，0.5至5mm，或1mm至2mm，或10、5或2mm或更小的预定大小。

在一些实施方案中，用户手动扫描所述装置(即，手动移动靶点722以与意欲治疗的靶组织715的所有区域相互作用)。在一些实施方案中，等离子弧流光栅在待治疗的组织上来回移动(例如，使用转向线圈来控制等离子弧流的方向)，并在大于靶点722的区域上扫描靶点722。不受理论的限制，与等离子弧流相互作用的组织的温度可受如下影响或控制：等离子弧流与靶组织715相互作用的时间量，直到达到稳态温度时的时间量。在一些实施方案中，选择正在治疗的靶组织715上的等离子弧流的扫描速率，以在与等离子弧流相互作用的靶组织715中产生特定的平均温升。

在一些实施方案中，绝缘体705由绝缘塑料材料、陶瓷、玻璃或其他合适的绝缘材料制成。绝缘体705接触外壳701的内表面和套管718或电极704的外表面(电极704的两端附近)，以支撑电极704(和磁场线圈708)，所述电极704(和磁场线圈708)与外壳701为间隔开的、总体上为同心的关系。因此，绝缘体705使电极704(和磁场线圈708)与外壳701的内表面电绝缘和热绝缘。

在一些实施方案中，电池702是能够产生适当电压(例如，0.8伏直流至7.4伏直流)的任何合适的可充电或不可充电电力存储源(例如，锂离子电池、碱性电池等)。电池702电连接至电路驱动板703，以向电路驱动板703提供电力。

在一些实施方案中，启动/停止开关(或按钮)707穿过外壳701进行安装，使得其暴露在外壳701的外部并且可在外壳701的外部使用。在外壳701内，启动/停止开关707电连接至电路驱动板703。当打开或关闭时(例如，通过用户按压或切换)，启动/停止开关707分别启用或停止电路驱动板703的运行。

当被启用时，电路驱动板703将等离子弧源信号提供给电极704，将磁场源信号提供给磁场线圈708，并且将阀门控制信号提供给气流阀717。作为响应，惰性气体流向(如上所述)等离子体室706，并且电极704和磁场线圈708在等离子体室706中的惰性气体中产生等离子体。当气体流过等离子体室706时，产生的等离子体作为等离子弧流714通过出口孔711穿出。当出口孔711保持在靶组织715(例如，人的脚趾甲)附近时，等离子弧流714热处理靶组织(例如，杀灭靶组织715上的真菌716)。在一些实施方案中，选择包含在气室709中的气体来调节等离子体的温度，这反过来影响在与等离子体相互作用时被治疗的靶组织的靶温度。在一些实施方案中，靶温度和温度差异与以上针对图1-图3和/或图4-图6的实施方案所描述的靶温度和温度差异相同或相似。在一些实施方案中，如上所述，在靶组织715中产生的热量引起空化和所得到的效果。

在一些实施方案中，由电路驱动板703提供给电极704的等离子弧源信号是连续波或脉冲式的。在一些实施方案中，提供给电极704的等离子弧源信号具有与以上针对图1-图3和/或图4-图6的实施方案所描述的参数相同或相似的时间平均功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比、脉冲持续时间和/或脉冲形状。不受理论的限制，时间平均功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比和脉冲形状的组合通常确定了与等离子弧流相互作用的靶组织的平均温升。在一些实施方案中，选择或调节提供给电极704的等离子弧源信号的时间平均功率、基频、脉冲频率、脉冲占空比和脉冲形状，以在与所得的等离子弧流相互作用的靶组织中产生特定的预定平均温升。以这种方式，电路驱动板703通过控制、调整或调制这些参数来控制靶组织的温度或温升。在一些实施方案中，靶温度可以是不同的，如上所述。在一些实施方案中，需要不同的等离子体参数(例如，时间平均功率、脉冲频率等)以在与等离子弧流相互作用的靶组织中产生特定的预定靶温度。

图8显示了治疗装置700的实施方案，其具有电池702、电路驱动板703、一个或多个电极704、等离子(弧)室706、启动/停止开关707、磁场线圈708和惰性气体室709。在一些实施方案中，这些部件通常与以上关于图7描述的部件相同或相似(具有相同的参考编号)。此外，在一些实施方案中，治疗装置700还具有等离子弧接地回路800。此外，在一些实施方案中，电路驱动板703通常具有微控制器801、DC到DC低压转换器802、DC到AC高频电压转换器803、AC到DC高压倍增器804和高压电流限制元件805。

在一些实施方案中，等离子弧接地回路800是导线或其他导体，其在等离子弧室706、电路驱动板703和电池702之间延伸并使它们电连接以完成电路。在一些实施方案中，外壳701用作等离子弧接地回路800。在一些实施方案中，如上所述，为附接至治疗受试者的接地垫719提供另一个接地回路(图8中未示出)，以帮助确保等离子弧流到达靶组织。

在一些实施方案中，微控制器801控制治疗装置700的所有操作功能，包括磁场线圈708和等离子弧信号的方向。在这种控制下，微控制器801可以将等离子体场缩小到精确位置或将其开放为更宽的场。

在一些实施方案中，DC到DC低压转换器802接收来自电池702的电压并将其转换为由电路驱动板703的部件使用的一个或多个DC电压。

在一些实施方案中，DC到AC高频电压转换器803是相对小包装尺寸的相对高效的器件，用于接收来自DC到DC低压转换器802的DC电压并产生等离子弧信号生成所需的AC高频电压信号。

在一些实施方案中，AC到DC高压倍增器804接收AC高频电压信号并将其转换以进一步增加电压并将其整流为DC电压。

在一些实施方案中，高压电流限制元件805接收DC电压并限制等离子弧的功率，以便保护靶组织715免受高于靶温度的温度的影响。

图9显示了治疗装置700的实施方案，其具有电池702、电路驱动板703、一个或多个电极704、等离子(弧)室706、启动/停止开关707、磁场线圈708、惰性气体室709、等离子弧接地回路800、微控制器801、DC到DC低压转换器802、DC到AC高频电压转换器803、AC到DC高压倍增器804以及高压电流限制元件805。在一些实施方案中，这些部件通常与以上关于图7和图8描述的部件相同或相似(具有相同的参考编号)。在一些实施方案中，治疗装置700还具有或连接至AC到DC电源适配器900和电池充电电路901。

在一些实施方案中，在电池702完全或部分放电的情况下，当插入AC插座时AC到DC电源适配器900用于为电池702充电并为治疗装置700供电。在一些实施方案中，AC到DC电源适配器900在外壳701的外部或内部。

在一些实施方案中，电池充电电路901并入到电路驱动板703上，用于电池702的快速充电。在一些实施方案中，电池充电电路901在外壳701的外部或内部。

尽管本发明的实施方案已经主要关于本发明的特定实施方案进行了讨论，但是可以有其他变化。所描述的系统的各种配置可用作本文呈现的配置的替代或补充。例如，在适当的情况下，可以在电路中包含附加部件。作为另一个例子，一般参考电路或系统部件的某些类型和组合来描述配置，但是可以使用电路部件的其他类型和/或组合来补充或替代所描述的那些类型和组合。

本领域技术人员将理解，前面的描述仅是示例性的，并不意图限制本发明。本公开中的任何内容都不应指示本发明限于具有所示出和描述的特定类型的装置的系统。除非有所指明，否则本公开中的任何内容都不应指示本发明限于需要特定形式的集成电路或硬件部件的系统。一般来说，所呈现的任何图仅旨在指示一个可能的配置，并且可有许多变化。本领域技术人员还将理解，符合本发明的方法和系统适用于广泛的应用。

虽然已经关于本发明的具体实施方案详细描述了本说明书，但是应当理解，本领域技术人员在理解了前述内容后，可以容易地想到这些实施方案的改变、变化和等同物。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以实施本发明的这些和其他修改和变化。

Claims (20)

1.一种组织治疗装置，其包含：

外壳，其包含出口孔；

电路驱动器，其设置在所述外壳内并产生等离子弧源信号；

电极，其设置在所述外壳内，并接收所述等离子弧源信号，并且响应于所述等离子弧源信号产生等离子体流；以及

等离子弧聚焦元件，其设置在所述外壳内，与所述电极和所述出口孔相邻，并且使所述等离子体流聚焦以穿过所述出口孔并到达治疗受试者的靶组织上的靶点，以对所述靶组织进行热处理。

2.如权利要求1所述的组织治疗装置，其进一步包含：

等离子弧转向元件，其设置在所述外壳内，与所述电极和所述出口孔相邻，并且控制所述等离子体流的方向以在大于所述靶点的区域上扫描所述靶点。

3.如权利要求2所述的组织治疗装置，其中：

所述等离子弧聚焦元件和所述等离子弧转向元件包括单个磁场线圈。

4.如权利要求2所述的组织治疗装置，其中：

所述等离子弧聚焦元件包括第一磁场线圈；并且

所述等离子弧转向元件包括第二磁场线圈。

5.如权利要求1所述的组织治疗装置，其中：

所述等离子弧聚焦元件使所述等离子体流针对所述靶点缩小至2mm或更小的直径。

6.如权利要求1所述的组织治疗装置，其中：

所述电路驱动器通过调制所述等离子弧源信号的基频和功率水平来控制由所述等离子体流引起的所述靶组织的温升。

7.如权利要求6所述的组织治疗装置，其中：

所述电路驱动器进一步通过调制脉冲频率和脉冲占空比来控制所述温升，在所述脉冲频率和所述脉冲占空比下所述等离子弧源信号是脉冲式的。

8.如权利要求1所述的组织治疗装置，其中：

所述等离子体流能够在所述靶点处的所述靶组织的表面下方产生空化压力波。

9.如权利要求1所述的组织治疗装置，其中：

所述热处理能够治疗所述靶组织的医学病况，所述医学病况为真菌感染、细菌感染、丘疹和发热性水疱中的至少一种。

10.如权利要求1所述的组织治疗装置，其进一步包含：

接地垫，其通过所述外壳电连接至所述电路驱动器，其中所述接地垫能够接触所述治疗受试者的皮肤表面以形成电回流路径。

11.如权利要求1所述的组织治疗装置，其进一步包含：

气室，其设置在所述外壳内，并包含流向所述出口孔的惰性气体，其中所述等离子体流在所述惰性气体中产生。

12.如权利要求1所述的组织治疗装置，其进一步包含：

电力存储源，其设置在所述外壳内并电连接至所述电路驱动器，以向所述电路驱动器提供电力以产生所述等离子弧源信号。

13.一种组织治疗装置，其包含：

外壳，其包含出口孔；

电路驱动器，其设置在所述外壳内并产生等离子弧源信号；以及

电极，其设置在所述外壳内，并接收所述等离子弧源信号，并且响应于所述等离子弧源信号产生等离子体流；

其中：

所述等离子体流穿过所述出口孔并到达治疗受试者的靶组织上的靶点，以对所述靶组织进行热处理；并且

所述电路驱动器通过调制所述等离子弧源信号的功率水平来控制由所述等离子体流引起的所述靶组织的温升。

14.如权利要求13所述的组织治疗装置，其中：

所述电路驱动器进一步通过调制所述等离子弧源信号的基频来控制所述温升。

15.如权利要求14所述的组织治疗装置，其中：

所述电路驱动器进一步通过调制脉冲频率或脉冲占空比来控制所述温升，在所述脉冲频率或所述脉冲占空比下所述等离子弧源信号是脉冲式的。

16.如权利要求13所述的组织治疗装置，其进一步包含：

等离子弧聚焦元件，其设置在所述外壳内，与所述电极和所述出口孔相邻，并且将所述等离子体流聚焦以穿过所述出口孔并到达所述靶点。

17.一种方法，其包括：

通过设置在组织治疗装置的外壳内的电路驱动器产生等离子弧源信号；

通过设置在所述外壳内的电极响应于所述等离子弧源信号而产生等离子体流；

通过设置在所述外壳内的等离子弧聚焦元件产生磁场源信号；

通过所述磁场源信号将所述等离子体流聚焦并引导其通过所述外壳的出口孔并到达治疗受试者的靶组织上的预定大小的靶点，以对所述靶组织进行热处理。

18.如权利要求17所述的方法，其进一步包括：

改变所述等离子体流的引向以在大于所述靶点的区域上扫描所述靶点。

19.如权利要求17所述的方法，其进一步包括：

通过由所述电路驱动器调制所述等离子弧源信号的基频和功率水平来控制由所述等离子体流引起的所述靶组织的温升。

20.如权利要求19所述的方法，其进一步包括：

还通过调制脉冲频率和脉冲占空比来控制所述温升，在所述脉冲频率和所述脉冲占空比下所述等离子弧源信号是脉冲式的。