JP2022011543A - プラズマ照射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ガスを導入する導入口と、ガスを放出する放出口と、前記導入口と前記放出口との間に設けられる流路と、を有し、前記導入口側から導入されたガスを前記流路内の空間を通して前記放出口に流すガス誘導路と、
誘電体層と、前記誘電体層を介在させて互いに対向して配置される放電電極及び接地電極と、を有し、前記放電電極又は前記接地電極の一方が直接又は他部材を介して前記流路内の前記空間に面しつつ、周期的に変化する電圧が前記放電電極に印加されることに応じて前記流路内で沿面放電を発生させる沿面放電部と、
を備えるプラズマ照射装置であって、
前記流路は、少なくとも前記沿面放電部が設けられた領域において第1方向に沿ってガスを流すように配置され、
前記第1方向と直交する第2方向において、前記空間の一方側に前記沿面放電部が配置されており、
前記沿面放電部の位置で前記第1方向と直交する方向に切断した切断面での前記流路の内周面は、前記第2方向において前記空間の前記一方側に配置された第1面よりも他方側に配置された第2面のほうが狭くなっており且つ前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向において前記空間の両側にそれぞれ配置された第3面及び第4面の前記第3方向の間隔が前記第2方向の少なくとも一部領域で前記第2面側に向かって狭くなっている。
このように、導入口からの沿面放電部までの少なくとも一部範囲において第1面側よりも第2面側のほうが狭くなっていれば、導入口から入り込んだガスが沿面放電部付近に達するまでに第2方向一方側に導かれやすくなる。よって、沿面放電部付近の内面近傍にガスが一層供給されやすくなり、沿面放電がより一層効率的に行われやすくなる。
このように構成されていれば、沿面放電部付近で第1方向に沿って流れるガスが放出口に向かってより大きな流速で円滑に流れやすくなる。よって、沿面放電部で発生したプラズマが放出口からより一層効率的に排出されやすくなる。
このように構成されていれば、高さ縮小部によってガスの流れを高さ方向において絞ることができ、放出口側のガスの流れをより速めることができる。よって、沿面放電部で発生したプラズマがより一層効率的に排出されやすくなる。
このプラズマ照射装置は、厚さが相対的に大きい第1誘電体層によって放電電極が外部へ及ぼす電気的な悪影響を抑えることができ、沿面放電への影響が比較的小さい第2誘電体層の厚さを相対的に小さくしているため、サイズの低減が図られる。よって、上記プラズマ照射装置は、外部への電気的な悪影響を抑制する効果とサイズを低減する効果を両立することができる。
1-1.手術用装置の概要
図1で示される手術用装置1は、施術対象の生体組織に対して切開、剥離又は止血を行い得る処置装置として構成されている。手術用装置1は、先端デバイス3と、超音波振動部12(駆動部)を制御する装置である制御装置5と、先端デバイス3内のガス誘導路30(図5)に対してガスを供給するガス供給装置7と、プラズマ照射装置20に対して電圧を印加し得る電源装置9とを備える。
図1に示されるように、プラズマ照射装置20は先端デバイス3の一部として組み込まれ、先端デバイス3の内部で誘電体バリア放電を生じさせる装置として構成されている。なお、図1の例では、プラズマ照射装置20は、保持部18によって保持された構成でケース体14に固定されている。図2に示されるように、プラズマ照射装置20の内部で発生した低温プラズマPは、作用部材16の先端部に設けられた作用部16A付近に照射される。なお、図2では、作用部16Aと作用部64Aとが接触するときの作用部材64の位置が二点鎖線によって概念的に示されている。
図6で示されるように、ガス誘導路30を構成する流路36は、第2方向(図5)両側及び第3方向両側が囲まれた空間が第1方向に続くように構成されている。流路36は、第1方向に沿って延びる第1流路36Aと、第1流路36Aの下流側に設けられる第2流路36Bと、第1流路36Aの上流側に設けられる第3流路36Cとを備える。第1流路36Aは、構造体20Aにおいて第1方向の第1領域AR1に設けられている。第2流路36Bは、構造体20Aにおいて第1方向の第2領域AR2に設けられ、縮幅流路37Aと一定流路37Bとを備える。第3流路36Cは、構造体20Aにおいて第1方向の第3領域AR3に設けられ、拡幅流路38Aと一定流路38Bとを備える。図6では、第1方向において第1流路36Aが設けられる範囲が第1領域AR1として表され、第1方向において第2流路36Bが設けられる範囲が第2領域AR2として表され、第1方向において第3流路36Cが設けられる範囲が第3領域AR3として表されている。
図7のように、構造体20Aにおける沿面放電部40の位置における第1方向(図6)と直交する方向の切断面での流路36の内周面110は、流路36の空間102の第2方向一方側に配置された第1面111よりも第2方向他方側に配置された第2面112のほうが狭い。第2方向一方側は、第2方向において空間102を基準とする沿面放電部40側であり、第2方向他方側は、第2方向において空間102を基準とする沿面放電部40とは反対側である。そして、上記切断面での内周面110は、第3方向において流路36の空間102の両側にそれぞれ配置された第3面113及び第4面114の第3方向の間隔が第2方向の少なくとも一部領域で第2面112側に向かって狭くなっている。図7の例では、上記切断面において、構造体20Aの内周面110の形状が台形状となるように構成されるとともに構造体20Aの外周面120の形状も台形状となるように構成されている。また、図7の例では、上記切断面における第3面113と第4面114との第3方向の間隔は、内周面110における第2方向の全領域で第2面112側に向かって狭くなっている。
本構成のプラズマ照射装置20は、流路36内で第1方向に沿ってガスが流れる際に、第2方向他方側(沿面放電部40とは反対側)に逃げるガスの流量を抑え、第2方向一方側(沿面放電部40側)を流れるガスの流量を増やすことができる。よって、流路36内において沿面放電部40付近の内面近傍にガスが供給されやすくなり、沿面放電がより効率的に行われやすくなる。
次に、図11等を参照して第2実施形態のプラズマ照射装置220について説明する。
第2実施形態のプラズマ照射装置220は、誘電体部50(誘電体層)の形状を若干変更して流路36の形状を若干変更した点のみが第1実施形態のプラズマ照射装置20と異なり、その他の点は第1実施形態のプラズマ照射装置20と同一である。よって、以下の説明では、誘電体部50及び流路36に関連する構成について詳述し、その他の点については、プラズマ照射装置20の各部分と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本発明は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態を、次のように変更してもよい。
例えば、図1で示す構成から一部を省略し、図14で示すように、プラズマ照射装置20と制御装置5とガス供給装置7と電源装置9とを備えた構成でプラズマ照射システム301を構築してもよい。このプラズマ照射システム301は、手術用のシステムとして用いてもよく、手術以外の用途で用いてもよい。図14の例では、第1実施形態と同様のプラズマ照射装置20とケース体314とを備えるとともにプラズマ照射装置20がケース体314に組み込まれた構成で先端デバイス303が構成されている。この先端デバイス303は、ケース体314、プラズマ照射装置20、高周波電圧発生回路11、その他の部品が一体化した形で把持ユニット(ユーザによって把持される手持ち部)が構成されている。この場合、制御装置5には、超音波振動部12の制御に代えて他の制御を行う機能をもたせればよい。
30…ガス誘導路
34…放出口
36…流路
40…沿面放電部
42…放電電極
44…接地電極
50…誘電体部(誘電体層)
51,52…誘電体層(第1誘電体層)
54…誘電体層(第2誘電体層)
102…空間
110…内周面
111…第1面
112…第2面
113…第3面
114…第4面
236…高さ縮小部
Claims (5)
- ガスを導入する導入口と、ガスを放出する放出口と、前記導入口と前記放出口との間に設けられる流路と、を有し、前記導入口側から導入されたガスを前記流路内の空間を通して前記放出口に流すガス誘導路と、
誘電体層と、前記誘電体層を介在させて互いに対向して配置される放電電極及び接地電極と、を有し、前記放電電極又は前記接地電極の一方が直接又は他部材を介して前記流路内の前記空間に面しつつ、周期的に変化する電圧が前記放電電極に印加されることに応じて前記流路内で沿面放電を発生させる沿面放電部と、
を備えるプラズマ照射装置であって、
前記流路は、少なくとも前記沿面放電部が設けられた領域において第1方向に沿ってガスを流すように配置され、
前記第1方向と直交する第2方向において、前記空間の一方側に前記沿面放電部が配置されており、
前記沿面放電部の位置で前記第1方向と直交する方向に切断した切断面での前記流路の内周面は、前記第2方向において前記空間の前記一方側に配置された第1面よりも他方側に配置された第2面のほうが狭くなっており且つ前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向において前記空間の両側にそれぞれ配置された第3面及び第4面の前記第3方向の間隔が前記第2方向の少なくとも一部領域で前記第2面側に向かって狭くなっている
プラズマ照射装置。 - 前記導入口からの前記沿面放電部までの少なくとも一部範囲において、前記第1方向と直交する切断面での前記流路の内周面は、前記第1面よりも前記第2面のほうが狭くなっており且つ前記第3面及び前記第4面の前記第3方向の間隔が前記第2方向の少なくとも一部領域で前記第2面側に向かって狭くなっている
請求項1に記載のプラズマ照射装置。 - 前記放出口の内縁を前記第1方向と直交する仮想平面に投影したときの第1の環状図形が、前記沿面放電部の位置で前記第1方向と直交する方向に切断した切断面での前記流路の内周面を前記仮想平面に投影したときの第2の環状図形の内部に配置される位置関係となっている
請求項1又は請求項2に記載のプラズマ照射装置。 - 前記導入口の開口の前記第2方向の高さよりも前記放出口の開口の前記第2方向の高さのほうが小さく、
前記流路の少なくとも一部領域において、前記放出口に向かって前記空間の前記第2方向の高さが次第に小さくなる高さ縮小部を有する
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のプラズマ照射装置。 - 前記誘電体層は、前記第2方向において前記空間の前記一方側に配置される第1誘電体層と前記空間の前記他方側に配置される第2誘電体層とを有し、
前記第1誘電体層の一部を介在させて前記放電電極と前記接地電極とが互いに対向して配置されており、
前記第1誘電体層の前記第2方向の厚さよりも前記第2誘電体層の前記第2方向の厚さのほうが小さい
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のプラズマ照射装置。
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