JP2020028384A - プラズマ式治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被照射物に照射するプラズマや活性ガスを含む噴射ガスの温度情報を取得できるプラズマ式治療装置を提供する。【解決手段】活性ガス照射装置１００（プラズマ式治療装置）は、プラズマ発生部で発生したプラズマ及び前記プラズマによって発生した活性ガスのいずれか一方又は両方を含む噴射ガスを被照射物に向かって吐出する照射器具１０を備え、照射器具１０は、照射器具１０内で前記噴射ガスの温度を測定する温度測定部８０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ式治療装置に関する。

歯科治療や創傷等の患部にプラズマやプラズマによって発生した活性ガスを照射して患部の治癒を図るプラズマ式治療装置が知られている。プラズマ式治療装置としては、プラズマジェット照射装置（例えば特許文献１）及び活性ガス照射装置（例えば特許文献２）がある。プラズマジェット照射装置は、プラズマ及びプラズマによって発生した活性種をノズルから吐出し、被照射物に照射する。活性ガス照射装置は、プラズマによって発生した活性種を含む活性ガスをノズルから吐出し、被照射物に照射する。

特許第５４４１０６６号公報 特開２０１７−５０２６７号公報

プラズマや活性ガスを照射する患部における刺激を抑えるためには、患部の表面におけるガスの温度が４０℃を超えないように患部にプラズマや活性ガスを照射することが好ましい。しかし、従来のプラズマ式治療装置においては、使用者が、照射されるプラズマや活性ガスの温度を知ることはできない。そのため、患部の表面におけるガスの温度が４０℃を超えないように、患部にプラズマや活性ガスを照射するには、使用者の勘に頼らざるを得ない。

本発明は、被照射物に照射するプラズマや活性ガスを含む噴射ガスの温度情報を取得できるプラズマ式治療装置を提供する。

本発明は、以下の態様を有する。
＜１＞プラズマ発生部で発生したプラズマ及び前記プラズマによって発生した活性ガスのいずれか一方又は両方を含む噴射ガスを被照射物に向かって吐出する照射器具を備えたプラズマ式治療装置であって、
前記照射器具が、前記照射器具内で前記噴射ガスの温度を測定する温度測定部を備えている、プラズマ式治療装置。
＜２＞前記温度測定部が、熱電対である、前記＜１＞のプラズマ式治療装置。
＜３＞前記プラズマ発生部に電気を供給し、かつ電圧を調整する給電部と、前記温度測定部からの温度情報に基づいて前記給電部を制御する制御部とをさらに備えた、前記＜１＞又は＜２＞のプラズマ式治療装置。
＜４＞前記プラズマ発生部に供給するプラズマ発生用ガスの流量を調整する流量調整部と、前記温度測定部からの温度情報に基づいて前記流量調整部を制御する制御部とをさらに備えた、前記＜１＞〜＜３＞のいずれかのプラズマ式治療装置。
＜５＞前記プラズマ発生部に供給するプラズマ発生用ガスを冷却する冷却部と、前記温度測定部からの温度情報に基づいて前記冷却部を制御する制御部とをさらに備えた、前記＜１＞〜＜４＞のいずれかのプラズマ式治療装置。
＜６＞前記噴射ガスの温度を報知する報知部と、前記温度測定部からの温度情報に基づいて前記報知部を制御する制御部とをさらに備えた、前記＜１＞〜＜５＞のいずれかのプラズマ式治療装置。

本発明のプラズマ式治療装置は、被照射物に照射するプラズマや活性ガスを含む噴射ガスの温度情報を取得できる。

本発明の第一の実施形態のプラズマ式治療装置を示す模式図である。 本発明の第一の実施形態のプラズマ式治療装置を構成する照射器具の部分断面図である。 図２の照射器具のｘ−ｘ断面図である。 本発明の第一の実施形態のプラズマ式治療装置のノズル部分を拡大した断面図である。 本発明の第一の実施形態のプラズマ式治療装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態のプラズマ式治療装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第三の実施形態のプラズマ式治療装置を示す模式図である。 本発明の第三の実施形態のプラズマ式治療装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態のプラズマ式治療装置のノズル部分を拡大した断面図である。 本発明の他の実施形態のプラズマ式治療装置のノズル部分を拡大した断面図である。

本発明のプラズマ式治療装置は、プラズマ発生部で発生したプラズマ及び前記プラズマによって発生した活性ガスのいずれか一方又は両方を含む噴射ガスを被照射物に向かって吐出する照射器具とを備えたプラズマ式治療装置であって、前記照射器具が、前記照射器具内で前記噴射ガスの温度を測定する温度測定部を備える。
本発明のプラズマ式治療装置は、プラズマ発生部と温度測定部とを備えたものであれば、プラズマジェット照射装置であってもよく、活性ガス照射装置であってもよい。

プラズマジェット照射装置は、プラズマを発生させる。プラズマジェット照射装置は、発生したプラズマと活性種とを含む噴射ガスを被照射物に照射する。活性種は、プラズマ中の気体又はプラズマ周辺の気体とプラズマとが反応して生成される。活性種としては、活性酸素種、活性窒素種等を例示できる。活性酸素種としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル等を例示できる。活性窒素種としては、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等を例示できる。
活性ガス照射装置は、プラズマを発生させる。活性ガス照射装置は、活性種を含む活性ガスである噴射ガスを被照射物に照射する。活性種は、プラズマ中の気体又はプラズマ周辺の気体とプラズマとが反応して生成される。

＜第一の実施形態＞
以下、本発明のプラズマ式治療装置の第一の実施形態について説明する。
本実施形態のプラズマ式治療装置は、活性ガス照射装置である。
図１に示すように、本実施形態の活性ガス照射装置１００は、照射器具１０（インスツルメント）と、供給ユニット２０と、ガス管路３０と、電気配線４０とを備える。
照射器具１０は、照射器具１０内で発生した活性ガス（噴射ガス）を吐出する。供給ユニット２０は、照射器具１０に電気及びプラズマ発生用ガスを供給する。ガス管路３０は、照射器具１０と供給ユニット２０とを接続している。電気配線４０は、照射器具１０と供給ユニット２０とを接続している。本実施形態において、ガス管路３０と電気配線４０とは、各々独立しているが、ガス管路３０と電気配線４０とは一体でもよい。

（照射器具）
図２は、照射器具１０における軸線に沿う断面を示す部分断面図である。図３は、図２の照射器具のｘ−ｘ断面図である。図４は、照射器具１０におけるノズル部分を拡大した断面図である。
照射器具１０は、長尺状のカウリング２と、カウリング２の先端から突出するノズル１と、カウリング２内に位置するプラズマ発生部１２と、カウリング２の外周面に設けられた操作スイッチ９（操作部）と、ノズル１に設けられた温度測定部８０とを備える。

カウリング２は、胴体部２ｂと、胴体部２ｂの先端を塞ぐヘッド部２ａとを備える。
胴体部２ｂは、管軸Ｏ１方向に延びる円筒状の部材である。胴体部２ｂは、円筒形に限らず、四角筒、六角筒、八角筒等の多角筒形でもよい。

胴体部２ｂの材料としては、特に限定されないが、絶縁性を有する材料が好ましい。胴体部２ｂは、電気絶縁性の材料のみで形成されてもよいし、電気絶縁性の材料とその表面に金属材料の層を有する多層構造でもよい。絶縁性の材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を例示できる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）等を例示できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等を例示できる。金属材料としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス鋼等を例示できる。
胴体部２ｂの大きさは、特に制限はなく、手指で把持しやすい大きさとすることができる。

ヘッド部２ａは、先端に向かい漸次窄んでいる。即ち、ヘッド部２ａは、円錐形である。ヘッド部２ａは、円錐形に限らず、四角錘、六角錘、八角錘等の多角錘形でもよい。
ヘッド部２ａは、先端に嵌合孔２ｃを有している。嵌合孔２ｃは、ノズル１を受け入れる孔である。ノズル１は、ヘッド部２ａに着脱可能になっている。ヘッド部２ａは、管軸Ｏ１方向に延びる第一の活性ガス流路７を内部に有している。管軸Ｏ１は、胴体部２ｂの管軸である。

ヘッド部２ａの材料は、特に制限はなく、絶縁性を有してもよいし、絶縁性を有しなくてもよい。ヘッド部２ａの材料としては、耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料が好ましい。耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料としては、ステンレス鋼等の金属を例示できる。ヘッド部２ａと胴体部２ｂとの材料は、同じでもよく、異なってもよい。
ヘッド部２ａの大きさは、活性ガス照射装置１００の用途等を勘案して決定できる。例えば、活性ガス照射装置１００が口腔内用治療器具である場合、ヘッド部２ａの大きさは、口腔内に挿入できる大きさが好ましい。

ノズル１は、嵌合孔２ｃに嵌合する台座部１ｂと、台座部１ｂから突出する照射管１ｃとを備える。台座部１ｂと照射管１ｃとは一体になっている。ノズル１は、その内部に、第二の活性ガス流路８を有している。ノズル１は、先端に照射口１ａを有している。第二の活性ガス流路８と第一の活性ガス流路７とは、連通している。

ノズル１の材料は、特に制限はなく、絶縁性を有してもよいし、導電性を有してもよい。ノズル１の材料としては、耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料が好ましい。耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料としては、ステンレス鋼等の金属を例示できる。ノズル１は、衛生上の点から、ディスポーザブル式であってもよい。この場合のノズル１の材料は、ディスポーザブル材料が好ましい。

ノズル１における照射管１ｃ内の流路の長さ（即ち、距離Ｌ２）は、活性ガス照射装置１００の用途等を勘案して、適宜決定できる。
照射口１ａの開口径は、例えば、０．５〜５ｍｍが好ましい。開口径が上記下限値以上であると、活性ガスの圧力損失を抑制できる。開口径が上記上限値以下であると、照射する活性ガスの流速を高めて、患部の治癒等を促進できる。
照射管１ｃは、管軸Ｏ１に対して屈曲している。
照射管１ｃの管軸Ｏ２と管軸Ｏ１とのなす角度θは、活性ガス照射装置１００の用途等を勘案して決定できる。

プラズマ発生部１２は、管状誘電体３と、内部電極４と、外部電極５とを備える。
管状誘電体３と内部電極４と外部電極５とは、管軸Ｏ１を中心として同心円状に位置している。
内部電極４の外周面と外部電極５の内周面とは、管状誘電体３を挟んで互いに対向している。

管状誘電体３は、管軸Ｏ１方向に延びる円筒状の部材である。管状誘電体３は、管軸Ｏ１方向に延びるガス流路６を内部に有している。第一の活性ガス流路７とガス流路６とは連通している。なお、管軸Ｏ１は、管状誘電体３の管軸と同じである。

管状誘電体３の材料としては、公知のプラズマ装置に使用する誘電体材料を適用できる。管状誘電体３の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、合成樹脂等を例示できる。管状誘電体３の誘電率は低いほど好ましい。

管状誘電体３の内径Ｒは、内部電極４の外径ｄを勘案して適宜決定できる。内径Ｒは、後述する距離ｓを所望の範囲とするように決定する。

内部電極４は、管軸Ｏ１方向に延びる略円柱状の部材である。内部電極４は、管状誘電体３の内部に位置し、管状誘電体３の内面と離間している。
内部電極４は、管軸Ｏ１方向に延びる軸部と、軸部の外周面のねじ山とを備える。軸部は、中実でもよいし、中空でもよい。軸部は中実が好ましい。軸部が中実であれば、加工が容易であり、かつ機械的な耐久性を高められる。内部電極４のねじ山は、軸部の周方向に周回する螺旋状のねじ山である。内部電極４の形態は、雄ねじと同様の形態である。
内部電極４は、外周面にねじ山を有することで、ねじ山先端部の電界が局所的に強くなり、放電開始電圧が低くなる。このため、低電力でプラズマを生成し、維持できる。
なお、内部電極４は、外周面にねじ山等の凹凸を有しなくてもよい。即ち、内部電極４は、外周面に凹凸を有しない円柱の部材でもよい。

内部電極４の外径ｄは、活性ガス照射装置１００の用途（即ち、照射器具１０の大きさ）等を勘案して、適宜決定できる。活性ガス照射装置１００が口腔内用治療器具である場合、外径ｄは、０．５〜２０ｍｍが好ましく、１〜１０ｍｍがより好ましい。外径ｄが上記下限値以上であると、内部電極４を容易に製造できる。加えて、外径ｄが上記下限値以上であると、内部電極４の表面積が大きくなり、プラズマをより効率的に発生して、治癒等をより促進できる。外径ｄが上記上限値以下であると、照射器具１０を過度に大きくすることなく、プラズマをより効率的に発生し、治癒等をより促進できる。

内部電極４のねじ山の高さｈは、内部電極４の外径ｄを勘案して適宜決定できる。
内部電極４のねじ山のピッチｐは、内部電極４の長さや外径ｄ等を勘案して適宜決定できる。ピッチｐは、０．２〜３．０ｍｍが好ましく、０．２〜２．５ｍｍがより好ましく、０．２〜２．０ｍｍがさらに好ましい。

内部電極４の材料は、導電材であれば特に制限はなく、公知のプラズマ装置の電極に使用する金属を適用できる。内部電極４の材料としては、ステンレス鋼、銅、タングステン等の金属、カーボン等を例示できる。

内部電極４としては、ＪＩＳ Ｂ ０２０５：２００１のメートルねじの規格品（Ｍ２、Ｍ２．２、Ｍ２．５、Ｍ３、Ｍ３．５等）、ＪＩＳ Ｂ ２０１６：１９８７のメートル台形ねじの規格品（Ｔｒ８×１．５、Ｔｒ９×２、Ｔｒ９×１．５等）、ＪＩＳ Ｂ ０２０６：１９７３のユニファイ並目ねじの規格品（Ｎｏ．１−６４ＵＮＣ、Ｎｏ．２−５６ＵＮＣ、Ｎｏ．３−４８ＵＮＣ等）等と同等の仕様が好ましい。これらの規格品と同等の仕様であれば、コスト面で優位である。

内部電極４の外面と管状誘電体３の内面との距離ｓは、０．０５〜５ｍｍが好ましく、０．１〜１ｍｍがより好ましい。距離ｓが上記下限値以上であると、所望量のプラズマ発生用ガスを容易に通流できる。距離ｓが上記上限値以下であると、プラズマをさらに効率的に発生し、活性ガスの温度を低くできる。

内部電極４と外部電極５とが対向している領域の長さＬ３は、１〜５０ｍｍが好ましく、３〜４０ｍｍがより好ましく、５〜３０ｍｍがさらに好ましい。長さＬ３が上記下限値以上であれば、プラズマの発生個所を増やして、より効率的にプラズマを発生できる。長さＬ３が上記上限値以下であれば、活性ガスの温度の上昇をより良好に抑制できる。本実施形態において、長さＬ３は、外部電極５の長さと等しい。
なお、外部電極５は、管軸Ｏ１方向に２つ以上に分かれていてもよい。外部電極５が管軸Ｏ１方向に分かれている場合、長さＬ３は、内部電極４と、２つの外部電極の後端から先端までとが対向している領域の長さであり、２つの外部電極の間の距離を含むものとする。

外部電極５は、管状誘電体３の外周面に沿って周回する環状の電極である。外部電極５は、管状誘電体３の外周面の一部に存在する。

外部電極５の材料は、導電材であれば特に制限はなく、公知のプラズマ装置の電極に使用する金属を適用できる。外部電極５の材料としては、ステンレス鋼、銅、タングステン等の金属、カーボン等を例示できる。

内部電極４と外部電極５とが対向している領域の先端Ｑ１からヘッド部２ａの先端Ｑ２までの距離Ｌ１と、先端Ｑ２から照射口１ａまでの距離Ｌ２との合計（即ち、内部電極４と外部電極５とが対向している領域から照射口１ａまでの道のり）は、活性ガス照射装置１００に求める大きさや、照射した活性ガスが当たる面（被照射面）におけるガスの温度等を勘案して適宜決定する。距離Ｌ１と距離Ｌ２の合計が長ければ、被照射面におけるガスの温度を低くできる。距離Ｌ１と距離Ｌ２の合計が短ければ、活性ガスのラジカル密度がさらに高くなり、被照射面における清浄化、賦活化、治癒等の効果がさらに高くなる。なお、先端Ｑ２は、管軸Ｏ１と管軸Ｏ２との交点である。

操作スイッチ９は、使用者が操作することによって、ノズル１からの活性ガスの吐出を開始するための電気信号を発信する。
操作スイッチ９は、例えば、押釦である。操作スイッチ９が押釦である場合、操作スイッチ９は、使用者が押釦を１回押したときに電気信号を１回だけ発信する構成を有してもよく、使用者が押釦を押し続けている間、電気信号を発信し続ける構成を有してもよい。

温度測定部８０は、照射器具１０内で活性ガス（噴射ガス）の温度を測定する温度計である。
温度計としては、特に限定されず、熱電対、測温抵抗体、サーモグラフィ等を例示できる。なかでも、ノズル内の小さな空間内での温度測定が容易な点から、熱電対が好ましい。

この例の温度測定部８０は、ノズル１の照射管１ｃの長さ方向の中央部に、温度センサ部がノズル１内に位置し、照射器具１０内で活性ガスの温度を測定できるように設けられている。
なお、温度測定部８０を設ける位置は、照射器具１０内で活性ガス（噴射ガス）の温度を測定できれば、この例の態様には限定されず、例えば、ノズル１の先端部や後端部に設けられていてもよいし、第一の活性ガス流路７に設けられていてもよい。

（供給ユニット）
図５は、活性ガス照射装置１００の概略構成を示すブロック図である。
供給ユニット２０は、給電部５０と、ガス調整部６０と、ガス供給源７０と、制御部９０と、これらを収容する筐体２１とを備える。
筐体２１は、ガス供給源７０を離脱可能に収容する。これにより、筐体２１に収容されたガス供給源７０内のガスがなくなったとき、ガス供給源７０を交換できる。

給電部５０は、照射器具１０の操作スイッチ９、プラズマ発生部１２、温度測定部８０、及び供給ユニット２０内の各構成要素に電気を供給する。
給電部５０は、プラズマ発生部１２の内部電極４と外部電極５との間に印加する電圧及び周波数を調整できる。
給電部５０は、例えば、１００Ｖの家庭用電源等の電源（図示略）と接続されている。

ガス調整部６０は、ガス供給源７０とガス管路３０とを接続するガス配管６５を備える。ガス配管６５には、電磁弁６１、圧力レギュレータ６３、流量コントローラ６４（流量調整部）及び圧力センサ６２が取り付けられている。

電磁弁６１は、開閉の切り替えによって、ガス供給源７０から照射器具１０へのプラズマ発生用ガスの供給の開始及び停止を切り替える。図示例では、電磁弁６１は、弁開度が調節できる構成ではなく、開閉の切り替えのみができる構成である。なお、電磁弁６１は、弁開度が調節できる構成であってもよい。

圧力レギュレータ６３は、電磁弁６１とガス供給源７０との間に配置される。圧力レギュレータ６３は、ガス供給源７０から電磁弁６１に向かうプラズマ発生用ガスの圧力を低下（プラズマ発生用ガスを減圧）させる。

流量コントローラ６４は、電磁弁６１とガス管路３０との間に配置される。流量コントローラ６４は、電磁弁６１を通過したプラズマ発生用ガスの流量（単位時間当たりの供給量）を調整する。流量コントローラ６４は、プラズマ発生用ガスの流量を、例えば３Ｌ／ｍｉｎに調整する。

圧力センサ６２は、ガス供給源７０内の圧力（残圧）を計測する。圧力センサ６２は、圧力レギュレータ６３とガス供給源７０との間（圧力レギュレータ６３よりも一次側）を通過するプラズマ発生用ガスの圧力（一次圧）を、ガス供給源７０の圧力として計測する。圧力センサ６２としては、例えば、キーエンス社のＡＰ−Ｖ８０シリーズ（具体的には、例えばＡＰ−１５Ｓ）等を採用できる。

ガス配管６５のガス供給源７０側の端部には、継手６６が設けられている。継手６６には、ガス供給源７０が着脱可能に装着されている。ガス供給源７０を継手６６に着脱させることで、ガス調整部６０を筐体２１に固定したまま、ガス供給源７０を交換できる。この場合、交換前のガス供給源７０、交換後のガス供給源７０のいずれについても共通のガス調整部６０を使用できる。なお、ガス調整部６０は、ガス供給源７０に固定され、ガス供給源７０と一体的に筐体２１から離脱可能であってもよい。

ガス供給源７０は、プラズマ発生部１２にプラズマ発生用ガスを供給する。ガス供給源７０は、内部にプラズマ発生用ガスが収容された耐圧容器である。ガス供給源７０は、筐体２１内に配置されたガス調整部６０に対して着脱可能に装着されている。

制御部９０には、電磁弁６１、圧力センサ６２、流量コントローラ６４、給電部５０、照射器具１０の操作スイッチ９及び温度測定部８０が電気的に接続されている。
制御部９０は、電磁弁６１、流量コントローラ６４及び給電部５０を制御する。
制御部９０は、情報処理装置を用いて構成される。すなわち、制御部９０は、バスで接続されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）、メモリ及び補助記憶装置を備える。制御部９０は、プログラムを実行することによって動作する。

制御部９０には、照射器具１０の操作スイッチ９及び温度測定部８０が電気配線４０を介して電気的に接続されている。使用者が操作スイッチ９を操作することによって、操作スイッチ９から制御部９０に電気信号が送られる。操作スイッチ９からの電気信号を制御部９０が受け付けると、制御部９０は、電磁弁６１、流量コントローラ６４及び給電部５０を作動させる。

操作スイッチ９が押釦であり、使用者が押釦を１回押したときに電気信号を１回だけ発信する場合は、制御部９０は、例えば、以下のように電磁弁６１、流量コントローラ６４及び給電部５０を制御する。
操作スイッチ９からの電気信号を制御部９０が受け付けると、制御部９０が、電磁弁６１を所定時間、開放して電磁弁６１を通過したプラズマ発生用ガスの流量を流量コントローラ６４に調整させる。また、制御部９０が、給電部５０を制御して内部電極４と外部電極５との間に電圧を所定時間、印加する。その結果、ガス供給源７０からプラズマ発生部１２に一定量のプラズマ発生用ガスが供給され、ノズル１から活性ガスが所定時間（例えば、数秒から数十秒程度）、継続して吐出される。

操作スイッチ９が押釦であり、使用者が押釦を押し続けている間、電気信号を発信し続ける場合は、制御部９０は、例えば、以下のように電磁弁６１、流量コントローラ６４及び給電部５０を制御する。
操作スイッチ９からの電気信号を制御部９０が受け付けている間、制御部９０が、電磁弁６１を開放して電磁弁６１を通過したプラズマ発生用ガスの流量を流量コントローラ６４に調整させる。また、制御部９０が、給電部５０を制御して内部電極４と外部電極５との間に電圧を印加する。その結果、使用者が操作スイッチ９を押し続けている間、ガス供給源７０からプラズマ発生部１２にプラズマ発生用ガスが供給され、ノズル１から活性ガスが継続して吐出される。

また、制御部９０は、例えば、以下のように温度測定部８０からの温度情報に基づいて給電部５０を制御する。
温度測定部８０からの温度情報がメモリに記憶された閾値を超えた場合は、制御部９０が、給電部５０を制御して、内部電極４と外部電極５との間に印加される電圧を下げる。電圧が下がると、プラズマ発生部１２で発生するプラズマの温度が下がり、ノズル１から吐出される活性ガスの温度が下がる。その結果、被照射面におけるガスの温度が下がる。温度測定部８０からの温度情報が閾値以下となった場合は、制御部９０が、給電部５０を制御して、内部電極４と外部電極５との間に印加される電圧をメモリに記憶された元の設定電圧に戻す。電圧を下げるときの温度の閾値は、４１℃が好ましい。電圧を元の設定電圧に戻すときの温度の閾値は、３９℃が好ましい。

又は、制御部９０は、例えば、以下のように温度測定部８０からの温度情報に基づいて流量コントローラ６４を制御する。
温度測定部８０からの温度情報がメモリに記憶された閾値を超えた場合は、制御部９０が、流量コントローラ６４を制御して、プラズマ発生用ガスの流量を上げる。流量が上がると、プラズマ発生部１２で発生するプラズマの温度が下がり、ノズル１から吐出される活性ガスの温度が下がる。その結果、被照射面におけるガスの温度が下がる。温度測定部８０からの温度情報が閾値以下となった場合は、制御部９０が、流量コントローラ６４を制御して、プラズマ発生用ガスの流量をメモリに記憶された元の設定流量に戻す。流量を上げるときの温度の閾値は、４１℃が好ましい。流量を元の設定流量に戻すときの温度の閾値は、３９℃が好ましい。

（ガス管路）
ガス管路３０は、供給ユニット２０から照射器具１０にプラズマ発生用ガスを供給する経路である。ガス管路３０は、照射器具１０の管状誘電体３の後端部に接続している。ガス管路３０の材料は特に制限はなく、公知のガス管に用いる材料を適用できる。ガス管路３０の材料としては、例えば、樹脂製の配管、ゴム製のチューブ等を例示でき、可撓性を有する材料が好ましい。

（電気配線）
電気配線４０は、供給ユニット２０の給電部５０から照射器具１０のプラズマ発生部１２に電気を供給する配線を備える。また、電気配線４０は、照射器具１０の操作スイッチ９と供給ユニット２０の制御部９０とを電気的に接続する配線、及び照射器具１０の温度測定部８０と供給ユニット２０の制御部９０とを電気的に接続する配線とを備える。
電気配線４０は、照射器具１０の内部電極４、外部電極５、操作スイッチ９及び温度測定部８０に接続している。電気配線４０の材料は特に制限はなく、公知の電気配線に用いる材料を適用できる。電気配線４０の材料としては、絶縁材料で被覆した金属導線等を例示できる。

（使用方法）
次に、活性ガス照射装置１００の使用方法を説明する。
例えば医師等の使用者は、照射器具１０を持って移動させ、ノズル１を後述する被照射物に向ける。この状態で操作スイッチ９を押し、供給ユニット２０のガス供給源７０からガス調整部６０及びガス管路３０を介して照射器具１０のプラズマ発生部１２にプラズマ発生用ガスを供給し、供給ユニット２０の給電部５０から照射器具１０のプラズマ発生部１２に電気を供給する。
プラズマ発生部１２に供給したプラズマ発生用ガスは、管状誘電体３の後端部から管状誘電体３の内空部に流入する。プラズマ発生用ガスは、電圧を印加した内部電極４と外部電極５とが対向する位置において電離し、プラズマになる。

本実施形態においては、内部電極４と外部電極５とが、プラズマ発生用ガスの流れる方向と直交する向きに対向している。内部電極４の外周面と外部電極５の内周面とが対向する位置で発生したプラズマは、ガス流路６と、第一の活性ガス流路７と、第二の活性ガス流路８とをこの順に通流する。この間、プラズマは、ガス組成を変化しつつ通流し、ラジカル等の活性種を含む活性ガスとなる。

生じた活性ガスはノズル１の照射口１ａから吐出される。吐出された活性ガスは、照射口１ａ近傍の気体の一部をさらに活性化して活性種を生成する。これらの活性種を含む活性ガスを被照射物に照射する。
また、温度測定部８０は、照射器具１０内で活性ガスの温度を測定する。温度が閾値を超えた場合には、制御部９０が、プラズマ発生部１２に供給する電気の電圧を下げるかプラズマ発生用ガスの流量を上げる、又は両方を行う。照射器具１０内の活性ガスの温度が閾値以下となった場合には、制御部９０が、プラズマ発生部１２に供給する電気の電圧及びプラズマ発生用ガスの流量を元の設定値に戻す。

被照射物としては、例えば、細胞、生体組織、生物個体等を例示できる。
生体組織としては、各器官（内臓等）、体表や体腔の内面を覆う上皮組織、歯周組織（歯肉、歯槽骨、歯根膜、セメント質等）、歯、骨等を例示できる。活性ガスの照射によって処理可能な疾患及び症状としては、例えば、歯肉炎、歯周病等の口腔内の疾患、皮膚の創傷等を例示できる。
生物個体としては、哺乳類（ヒト、犬、猫、豚等）、鳥類、魚類等を例示できる。

プラズマ発生用ガスとしては、例えば、希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン等）、窒素、酸素、空気等を例示できる。これらのガスは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
プラズマ発生用ガスは、窒素を主成分とすることが好ましい。ここで、窒素を主成分とするとは、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量が５０体積％超であることをいう。即ち、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量は、５０体積％超が好ましく、７０体積％以上がさらに好ましく、８０〜１００質量％がさらに好ましく、９０〜１００質量％が特に好ましい。プラズマ発生用ガス中の窒素以外のガス成分としては、例えば、酸素、希ガス等を例示できる。

活性ガス照射装置１００が口腔内用治療器具である場合、管状誘電体３に導入するプラズマ発生用ガスの酸素濃度は、１体積％以下が好ましい。酸素濃度が上限値以下であると、オゾンの発生を低減できる。

管状誘電体３に導入するプラズマ発生用ガスの流量は、１〜１０Ｌ／ｍｉｎが好ましい。管状誘電体３に導入するプラズマ発生用ガスの流量が上記下限値以上であると、被照射物の被照射面におけるガスの温度の上昇を抑制しやすい。プラズマ発生用ガスの流量が上記上限値以下であると、被照射物の清浄化、賦活化又は治癒をさらに促進できる。

内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧は、５ｋＶｐｐ以上２０ｋＶｐｐ以下が好ましい。ここで、交流電圧を表す単位「Ｖｐｐ（Ｖｏｌｔ ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）」は、交流電圧波形の最高値と最低値との電位差である。
なお、内部電極４が外周面に凹凸を有しない円柱の部材である場合、内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧は、１０ｋＶｐｐ以上が好ましい。外周面に凹凸を有さない内部電極４を用いる場合、外周面に凹凸を有する内部電極４を用いる場合に比べて、内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧を高める必要がある。
印加する交流電圧が上記上限値以下であると、発生するプラズマの温度を低く抑えられる。印加する交流電圧が上記下限値以上であると、さらに効率的にプラズマを発生できる。

内部電極４と外部電極５との間に印加する交流の周波数は、０．５ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ未満が好ましく、１ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ未満がより好ましく、２ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ未満がさらに好ましく、３ｋＨｚ以上９ｋＨｚ未満が特に好ましく、４ｋＨｚ以上８ｋＨｚ未満が最も好ましい。交流の周波数が上記上限値以下であると、発生するプラズマの温度を低く抑えられる。交流の周波数が上記下限値以上であると、さらに効率的にプラズマを発生できる。

ノズル１の照射口１ａから照射する活性ガス（噴射ガス）の温度は、５０℃以下が好ましく、４５℃以下がより好ましく、４０℃以下がさらに好ましい。ノズル１の照射口１ａから照射する活性ガスの温度が上記上限値以下であると、被照射面におけるガスの温度を４０℃以下にしやすい。被照射面におけるガスの温度を４０℃以下にすることで、被照射部分が患部である場合にも、患部への刺激を低減できる。治療効果を得やすい点では、ノズル１の照射口１ａから照射する活性ガスの温度は、０℃以上が好ましい。

ノズル１から照射する活性ガス（噴射ガス）の温度は、内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧、照射する活性ガスの吐出量、内部電極４と外部電極５とが対向している領域の先端Ｑ１から照射口１ａまでの道のり等の組み合わせで調節できる。

照射口１ａから被照射面までの距離（照射距離）は、例えば、１．０〜１０ｍｍが好ましい。照射距離が上記下限値以上であると、被照射面におけるガスの温度を低くし、被照射面への刺激をさらに緩和できる。照射距離が上記上限値以下であると、治癒等の効果をさらに高められる。

照射口１ａから１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の距離で離れた位置の被照射面におけるガスの温度は、４０℃以下が好ましい。被照射面におけるガスの温度が４０℃以下であると、被照射面への刺激を低減できる。被照射面におけるガスの温度の下限値は特に制限はないが、例えば１０℃である。
被照射面におけるガスの温度は、照射器具１０内の活性ガス（噴射ガス）の温度を調節することで調節できる。被照射面におけるガスの温度は、熱電対を用いて測定できる。

活性ガスに含まれる活性種としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等を例示できる。活性ガスに含まれる活性種の種類は、例えば、プラズマ発生用ガスの種類等によって調節できる。

活性ガス中におけるヒドロキシルラジカルの密度（ラジカル密度）は、０．１〜３００μｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．１〜１００μｍｏｌ／Ｌがより好ましく、０．１〜５０μｍｏｌ／Ｌがさらに好ましい。ラジカル密度が上記下限値以上であると、細胞、生体組織及び生物個体から選ばれる被照射物の清浄化、賦活化又は異常の治癒を促進しやすい。ラジカル密度が上記上限値以下であると、被照射面への刺激を低減できる。

ラジカル密度は、例えば、以下の方法で測定できる。
ＤＭＰＯ（５，５−ジメチル−１−ピロリン−Ｎ−オキシド）０．２ｍｏｌ／Ｌ溶液０．２ｍＬに対して、活性ガスを３０秒間照射する。この際、照射口１ａから液面までの距離を５．０ｍｍとする。活性ガスを照射した溶液について、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）法を利用してヒドロキシルラジカル濃度を測定し、これをラジカル密度とする。

活性ガス中における一重項酸素の密度（一重項酸素密度）は、０．１〜３００μｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．１〜１００μｍｏｌ／Ｌがより好ましく、０．１〜５０μｍｏｌ／Ｌがさらに好ましい。一重項酸素密度が上記下限値以上であると、細胞、生体組織及び生物個体等の被照射物の清浄化、賦活化又は異常の治癒を促進しやすい。上記上限値以下であると、被照射面への刺激を低減できる。

一重項酸素密度は、例えば、以下の方法で測定できる。
ＴＰＣ（２，２，５，５−テトラメチル−３−ピロリン−３−カルボキサミド）０．１ｍｏｌ／Ｌ溶液０．４ｍＬに対して、活性ガスを３０秒間照射する。この際、照射口１ａから液面までの距離を５．０ｍｍとする。活性ガスを照射した溶液について、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）法を利用して一重項酸素濃度を測定し、これを一重項酸素密度とする。

照射口１ａから吐出する活性ガスの流量は、１〜１０Ｌ／ｍｉｎが好ましい。
照射口１ａから吐出する活性ガスの流量が上記下限値以上であると、活性ガスが被照射面に作用する効果を充分に高められる。照射口１ａから吐出する活性ガスの流量が上記上限値以下であると、活性ガスの被照射面における温度が過度に高まることを防止できる。加えて、被照射面が濡れている場合には、被照射面の急速な乾燥を防止できる。さらに、被照射面が患部である場合には、患者への刺激を抑制できる。活性ガス照射装置１００において、照射口１ａから吐出する活性ガスの流量は、管状誘電体３へのプラズマ発生用ガスの供給量で調節できる。

活性ガス照射装置１００によって生じる活性ガスは、外傷や異常の治癒を促進する効果を有する。活性ガスを細胞、生体組織又は生物個体に照射することによって、その被照射部分の清浄化、賦活化、又はその被照射部分の治癒を促進できる。

外傷や異常の治癒を促進する目的で活性ガスを照射する場合、その照射頻度、照射回数及び照射期間は特に制限はない。例えば、１〜５．０Ｌ／ｍｉｎの照射量で活性ガスを患部に照射する場合、１日１〜５回、毎回１０秒〜１０分、１〜３０日間、等の照射条件が、治癒を促進する観点から好ましい。

本実施形態の活性ガス照射装置１００は、特に口腔内用治療器具、歯科用治療器具として有用である。また、本実施形態の活性ガス照射装置１００は、動物治療用器具としても好適である。

（作用機序）
以上説明した本実施形態の活性ガス照射装置１００にあっては、温度測定部８０が、照射器具１０内で活性ガス（噴射ガス）の温度を測定する。したがって、被照射物に照射している活性ガス（噴射ガス）の温度情報を取得できる。取得された温度情報に基づいてプラズマ発生部１２に供給される電気の電圧を調整したり、プラズマ発生用ガスの流量を調整したり、プラズマ発生用ガスの温度を調整したりする。これによって、被照射面に照射される活性ガスの温度を調整して、被照射物の被照射面におけるガスの温度を調整することができる。

＜第二の実施形態＞
以下、本発明のプラズマ式治療装置の第二の実施形態について説明する。
本実施形態のプラズマ式治療装置は、活性ガス照射装置である。
図６に示すように、本実施形態の活性ガス照射装置１００Ｂは、第一の実施形態と同様に、照射器具１０と、供給ユニット２０と、ガス管路３０と、電気配線４０とを備える。
本実施形態の活性ガス照射装置１００Ｂは、ガス調整部６０に冷却部６７を設けたこと以外は、第一の実施形態の活性ガス照射装置１００と同様である。

冷却部６７は、流量コントローラ６４とガス管路３０との間に配置される。冷却部６７は、プラズマ発生部１２に供給するプラズマ発生用ガスを冷却する。
冷却部６７としては、例えば、ペルチェ冷却ユニット、水冷ジャケット、空冷ファン、放熱シート、ヒートシンク等を例示できる。

制御部９０には、冷却部６７が電気的に接続されている。
制御部９０は、例えば、以下のように温度測定部８０からの温度情報に基づいて冷却部６７を制御する。
温度測定部８０からの温度情報がメモリに記憶された閾値を超えた場合は、制御部９０が、冷却部６７を制御して、プラズマ発生部１２に供給するプラズマ発生用ガスを冷却する。プラズマ発生用ガスの温度が下がると、プラズマ発生部１２で発生するプラズマの温度が下がり、ノズル１から吐出される活性ガスの温度が下がる。その結果、被照射面におけるガスの温度が下がる。温度測定部８０からの温度情報が閾値以下となった場合は、制御部９０が、冷却部６７を制御して、プラズマ発生用ガスの冷却を停止する。冷却を開始するときの温度の閾値は、４０℃が好ましい。冷却を停止するときの温度の閾値は、３８℃が好ましい。

＜第三の実施形態＞
以下、本発明のプラズマ式治療装置の第三の実施形態について説明する。
本実施形態のプラズマ式治療装置は、活性ガス照射装置である。
図７及び図８に示すように、本実施形態の活性ガス照射装置１００Ｃは、第一の実施形態と同様に、照射器具１０と、供給ユニット２０と、ガス管路３０と、電気配線４０とを備える。
本実施形態の活性ガス照射装置１００Ｃは、報知部９２を設けたこと以外は、第一の実施形態の活性ガス照射装置１００と同様である。

報知部９２は、供給ユニット２０の筐体２１の外面に筐体２１と一体に設けられている。
報知部９２は、制御部９０によって制御されており、噴射ガスの温度を報知する。
報知部９２は、具体的には、温度測定部８０からの温度情報をデジタル表示する、又は、温度測定部８０からの温度情報が閾値を超えたことを音、光、振動等を発することで使用者に報知する。
報知部９２としては、ディスプレイ、スピーカ、ランプ、バイブレータ、ブザー等を例示できる。

制御部９０には、報知部９２が電気的に接続されている。
制御部９０は、例えば、以下のように温度測定部８０からの温度情報に基づいて報知部９２を制御する。
制御部９０は、報知部９２を制御して、温度測定部８０からの温度情報を報知部９２にデジタル表示する。又は、温度測定部８０からの温度情報がメモリに記憶された閾値を超えた場合は、制御部９０は、温度測定部８０からの温度情報が閾値を超えたことを報知部９２に報知させる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明のプラズマ式治療装置は、プラズマ及び活性ガスのいずれか一方又は両方を含む噴射ガスを被照射物に向かって吐出する照射器具が、照射器具内で噴射ガスの温度を測定する温度測定部を備えたものであればよく、上記の実施形態に限定されない。

例えば、図９に示すように、温度測定部８０を保持した保持部材８１をノズル１の先端部に取り付け、ノズル１の照射口１ａにおいて、照射器具１０内の活性ガスの温度を測定するようにしてもよい。また、図１０に示すように、ノズル１の後端部に温度測定部８０を設け、照射器具１０内の活性ガスの温度を測定するようにしてもよい。

図示例では、給電部５０は、供給ユニット２０の筐体２１の内部に設けられているが、供給ユニット２０から独立して設けられてもよい。
図示例では、温度測定部８０は、照射器具１０のカウリング２の外周面にカウリング２と一体に設けられているが、照射器具１０から独立して設けられてもよい。
図示例では、制御部９０は、供給ユニット２０の筐体２１の内部に設けられているが、供給ユニット２０から独立して設けられてもよい。
図示例では、報知部９２は、供給ユニット２０の筐体２１の外面に筐体２１と一体に設けられているが、照射器具１０のカウリング２の外周面にカウリング２と一体に設けられてもよいし、供給ユニット２０や照射器具１０から独立して設けられてもよい。
図示例では、供給ユニット２０は１つであるが、供給ユニットを複数設け、異種又は同種のガスの２種以上を照射器具１０に供給してもよい。

操作スイッチ９が、上記の実施形態と異なってもよい。例えば、照射器具１０に操作スイッチ９を設けることに代えて、供給ユニット２０に足踏みペダルを設けてもよい。この場合、足踏みペダルを操作部とし、例えば使用者が足踏みペダルを踏んだときに、ガス供給源７０からプラズマ発生用ガスをプラズマ発生部１２に供給する構成を採用すること等ができる。

上記の実施形態では、内部電極４の形状はねじ状であるが、内部電極と外部電極との間にプラズマを発生できれば、内部電極の形状は限定されない。
内部電極は、表面に凹凸を有してもよいし、表面に凹凸を有しなくてもよい。内部電極としては、外周面に凹凸を有する形状が好ましい。
内部電極の形状は、例えば、コイル状でもよいし、外周面に突起、穴、貫通孔が複数形成された棒形状又は筒形状でもよい。内部電極の断面形状としては、例えば、真円形、楕円形等の円形、四角形、六角形等の多角形を例示できる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記の実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

本発明のプラズマ式治療装置は、口腔内用治療器具、歯科用治療器具、動物治療用器具等として有用である。本発明の治療方法は、生体組織の治癒促進に有効である。本発明の治療方法は、ヒトのみならず、ヒトを除く動物の治療にも有効である。

１ ノズル、
１０ 照射器具、
１２ プラズマ発生部、
５０ 給電部、
６４ 流量コントローラ、
６７ 冷却部、
８０ 温度測定部、
９０ 制御部、
９２ 報知部、
１００ 活性ガス照射装置、
１００Ｂ 活性ガス照射装置、
１００Ｃ 活性ガス照射装置。

Claims (6)

1. プラズマ発生部で発生したプラズマ及び前記プラズマによって発生した活性ガスのいずれか一方又は両方を含む噴射ガスを被照射物に向かって吐出する照射器具を備えたプラズマ式治療装置であって、
   前記照射器具が、前記照射器具内で前記噴射ガスの温度を測定する温度測定部を備えている、プラズマ式治療装置。
2. 前記温度測定部が、熱電対である、請求項１に記載のプラズマ式治療装置。
3. 前記プラズマ発生部に電気を供給し、かつ電圧を調整する給電部と、
   前記温度測定部からの温度情報に基づいて前記給電部を制御する制御部と
   をさらに備えた、請求項１又は２に記載のプラズマ式治療装置。
4. 前記プラズマ発生部に供給するプラズマ発生用ガスの流量を調整する流量調整部と、
   前記温度測定部からの温度情報に基づいて前記流量調整部を制御する制御部と
   をさらに備えた、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ式治療装置。
5. 前記プラズマ発生部に供給するプラズマ発生用ガスを冷却する冷却部と、
   前記温度測定部からの温度情報に基づいて前記冷却部を制御する制御部と
   をさらに備えた、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマ式治療装置。
6. 前記噴射ガスの温度を報知する報知部と、
   前記温度測定部からの温度情報に基づいて前記報知部を制御する制御部と
   をさらに備えた、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマ式治療装置。

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