JP6496529B2

JP6496529B2 - 特定方法、および特定装置

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Publication number: JP6496529B2
Application number: JP2014228792A
Authority: JP
Inventors: 神藤　高広; 高広神藤
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Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2034-11-11
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Description

本発明は、動物の体内に注入されたプラズマ照射液の位置を特定する特定方法および、特定装置に関するものである。

液体にプラズマを照射することで、液体にラジカルが溶け出して、酸化性の高い液体を生成できることが知られている。酸化性の高い液体によれば、殺菌，滅菌処理、廃液，排ガス等の浄化処理等を効果的に行うことが可能であり、酸化性の高い液体の医療分野への活用も検討されている。このため、近年では、下記特許文献に記載されているように、プラズマを利用した癌治療の開発が進められている。

特開２０００−２６３１２号公報

上記特許文献に記載の技術を利用して、例えば、プラズマが照射された液体（以下、プラズマ照射液と記載する場合がある）を体内に注入し、そのプラズマ照射液により癌等の病巣を治療することが考えられる。しかしながら、プラズマ照射液により癌等の病巣を治療するためには、プラズマ照射液を体内の対象となる臓器に適切に到達させる必要があるが、プラズマ照射液は液体であるため、体内での位置を特定することが困難である。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、体内に注入されたプラズマ照射液の位置を適切に特定することである。

上記課題を解決するために、本願に記載の特定方法は、気泡発生装置により気泡が含有された後に、プラズマ照射された液体である気泡含有プラズマ照射液が人間以外の動物の体内に注入された際に、超音波検査法を用いて該気泡含有プラズマ照射液の気泡を検出する検出工程とを含み、検出工程において検出された前記気泡含有プラズマ照射液の気泡の位置に基づいて、人間以外の動物の体内での前記気泡含有プラズマ照射液の位置を特定することを特徴とする。

上記課題を解決するために、本願に記載の特定装置は、ナノサイズの気泡を含有し、プラズマ照射された液体である気泡含有プラズマ照射液が動物の体内に注入された際に、動物の体内での前記気泡含有プラズマ照射液の位置を特定するための特定装置であって、前記特定装置が、超音波発生器を備え、動物の体内に注入された前記気泡含有プラズマ照射液の気泡を、前記超音波発生器が発生した超音波によって検出し、検出された前記気泡含有プラズマ照射液の気泡の位置に基づいて、前記気泡含有プラズマ照射液が動物の対象となる臓器である対象臓器に到達したか否かを判断するように構成されており、前記特定装置が、前記超音波発生器が動物の体内に向かって超音波を発生させた場合に、動物の体内で反射した超音波を受信し、受信した超音波に基づいて、動物の体内の画像データを形成する画像形成装置を備え、前記画像形成装置が、前記気泡含有プラズマ照射液が注入される前から前記対象臓器の画像データを形成する第１画像形成部と、前記気泡含有プラズマ照射液が注入された後に、継続的に前記対象臓器の画像データの画像データを形成する第２画像形成部とを有し、前記特定装置が、前記第１画像形成部により形成された動物の体内の画像と、前記第２画像形成部により形成された動物の体内の画像とに基づいて、前記対象臓器の画像の鮮明度が、予め設定された値、低下した場合に、前記気泡含有プラズマ照射液が前記対象臓器に到達したと判断することを特徴とする。

本願に記載の特定装置では、動物の体内に注入されるプラズマ照射液に、気泡が含まれている。また、本願に記載の特定方法では、人間以外の動物の体内に注入されるプラズマ照射液に、気泡が含まれている。そして、気泡を含有するプラズマ照射液が体内に注入された際に、そのプラズマ照射液の気泡が、超音波の特性を利用して検出される。詳しくは、超音波は、液体，固体において伝導し易く、気体において伝導し難い特性を有している。このため、超音波検査装置を用いて対象となる臓器（以下、対象画像と記載する場合がある）を画像化した場合に、対象臓器の画像は、モニタ等に鮮明に表示されるが、気泡を含有するプラズマ照射液は、気泡の存在により、不鮮明な画像となる。このため、例えば、プラズマ照射液が体内に注入される前から、作業者が、対象臓器の画像をモニタによりモニタリングし、プラズマ照射液が体内に注入された後に、モニタに表示されている対象臓器の画像が不鮮明になった場合に、プラズマ照射液が対象臓器に到達したと判断することが可能である。このように、本願に記載の特定方法、および特定装置によれば、プラズマ照射液に気泡を含有させることで、体内に注入されたプラズマ照射液の位置を、超音波によって適切に特定することが可能となる。

プラズマ照射装置を示す斜視図である。図１の本体部から取り外された電極を示す分解図である。図１のプラズマ照射装置を示す断面図である。超音波検査装置を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

＜プラズマ照射装置の構成＞
図１に、プラズマ照射装置１０を示す。プラズマ照射装置１０は、水にプラズマを照射し、プラズマ処理水を生成するための装置である。プラズマ照射装置１０は、本体部１２と、１対の電極１４，１６と、ガラス管１８と、流通管２０と、気泡発生装置（図３参照）２２とを備えている。

本体部１２は、サファイアガラスにより成形されており、概して円筒状をなしている。その本体部１２の外周面には、１対の電極１４，１６の複数の放電部２６，２８が、本体部１２の軸方向に交互に並ぶようにして、蒸着されている。詳しくは、電極１４は、図２に示すように、複数の放電部２６と複数の連結部３０とを有しており、電極１６は、複数の放電部２８と複数の連結部３２とを有している。なお、図２は、電極１４，１６を本体部１２から取り外した状態を示す仮想図である。

電極１４の複数の放電部２６は、本体部１２の外周面に、周方向に延びるように蒸着されており、所定の間隔をおいて、本体部１２の軸方向に並んで配設されている。また、電極１４の連結部３０は、本体部１２の外周面に、本体部１２の軸方向に延びるように線状に蒸着されており、複数の放電部２６を連結している。なお、電極１４の複数の放電部２６のうちの一端に位置する放電部２６は、本体部１２の周方向の全周に渡って蒸着されており、他の放電部２６は、連結部３０と反対側の部分を除いて、本体部１２の周方向に延びるように蒸着されている。また、本体部１２の周方向の全周に渡って蒸着されている放電部２６には、本体部１２の端部に延び出すようにして、通電部３６が形成されている。

また、電極１６の複数の放電部２８は、本体部１２の外周面に、周方向に延びるように蒸着されており、電極１４の複数の放電部２６の間に位置するように、本体部１２の軸方向に並んで配設されている。なお、電極１６の複数の放電部２８のうちの電極１４の２つの放電部２６の間に位置する放電部２８は、電極１４の連結部３０を除いて、本体部１２の周方向に延びるように蒸着されており、残りの端に位置する放電部２８は、本体部１２の周方向の全周に渡って蒸着されている。その本体部１２の周方向の全周に渡って蒸着されている放電部２８には、本体部１２の端部に延び出すようにして、通電部３８が形成されている。また、電極１６の連結部３２は、本体部１２の外周面において、電極１４の放電部２６が蒸着されていない箇所に、本体部１２の軸方向に延びるように線状に蒸着されており、複数の放電部２８を連結している。このように、１対の電極１４，１６は、電極１４の放電部２６と電極１６の放電部２８とが、所定の間隔をおいて交互に並ぶように、本体部１２の外周面に蒸着されている。

また、ガラス管１８は、図１に示すように、本体部１２の外周面に配設されており、本体部１２の外周面に蒸着された１対の電極１４，１６全体を被覆している。これにより、高電圧が印可される電極１４，１６の露出を防止することが可能となり、安全が担保される。なお、電極１４，１６は、ガラス管１８により封止されているため、電極１４の放電部２６と電極１６の放電部２８との間にまで、ガラス管１８が入り込んでいる。

また、流通管２０は、本体部１２の内部に水を流すための配管であり、流通管２０の外径は、本体部１２の内径の半分程度である。そして、流通管２０は、図３に示すように、本体部１２の内部に挿入されている。なお、流通管２０の一端部、つまり、水を排出するための排出口は、電極１４が蒸着されている個所に相当する位置と、本体部１２の流通管２０が挿入される側の一端との間まで、本体部１２の内部に進入している。また、流通管２０の他端部には、ポンプ（図示省略）が接続されている。これにより、本体部１２の内部に、流通管２０を介して、水５０が流される。

また、流通管２０の本体部１２の内部に挿入されていない箇所には、気泡発生装置２２が配設されている。気泡発生装置２２は、流通管２０内を流れる水に気泡を発生させるための装置である。これにより、気泡を含んだ水５０が、流通管２０を介して、本体部１２の内部に流される。なお、気泡発生装置２２は、微小な気泡を発生させることが可能であり、ナノサイズの気泡を発生させることが可能である。また、気泡発生装置２２は、発生させる気泡の量を任意に調整することが可能である。このため、流通管２０に流される水の量と、気泡発生装置２２により発生される気泡の量とを調整することで、本体部１２の内部を流れる水の単位体積当たりの気泡の量を調整することが可能となっている。

＜超音波検査装置の構成＞
図４に超音波検査装置６０のブロック図を示す。超音波検査装置６０は、対象物に超音波をあてて、対象物により反射した超音波に基づいて画像データを作成し、その画像データに基づく画像により対象物を検査するための装置である。詳しくは、例えば、超音波を動物の体内に向かって発生させると、超音波は体内を進んでいき、対象物にあたると反射する。そして、その反射した超音波を測定し、反射した超音波が戻ってくるまでの時間に基づいて、対象物までの距離が演算され、演算された距離に基づいて対象物の画像の画像データが作成される。そして、その画像データに基づく画像がモニタ等に表示されることで、対象物の検査が行われる。特に、超音波は、液体，固体において伝導し易く、気体において伝導し難い特性を有しており、対象物が液状成分，軟体等である場合に、対象物の画像を適切に表示することが可能である。このため、超音波検査装置６０は、胃，肝臓等の臓器の検査に適している。

超音波検査装置６０は、超音波発生器６２と、画像形成装置６４と、モニタ６６と、データ処理装置６８とを有している。超音波発生器６２は、探触子（図示省略）を有しており、超音波を発生するとともに、はね返ってきた超音波を探知する。画像形成装置６４は、超音波発生器６２により探知された超音波に基づいて、対象物の画像データを作成する。そして、画像形成装置６４により作成された画像データに基づく画像が、モニタ６６に表示される。また、画像形成装置６４により形成された画像データは、データ処理装置６８により解析される。

＜プラズマ照射装置による水へのプラズマ照射＞
プラズマ照射装置１０は、上述した構成により、本体部１２内部に流れる水にプラズマを照射することで、プラズマ処理水を生成することが可能である。詳しくは、ポンプの作動により、本体部１２の内部に、流通管２０を介して、水が流される。この際、気泡発生装置２２により、図３に示すように、流通管２０内の水にナノサイズの気泡が発生される。このため、本体部１２の内部を流れる水５０には、ナノサイズの気泡が含まれている。

また、本体部１２と流通管２０との間から、矢印５２の方向に向かって、ガス供給装置（図示省略）によって処理ガス５６が供給される。これにより、本体部１２の内部は、流通管２０から供給された気泡を含む水５０と、ガス供給装置から供給された処理ガス５６とが、本体部１２の一端部から他端部に向かって流れる。なお、処理ガス５６は、窒素等の不活性ガスと、空気中の酸素等の活性ガスとを任意の割合で混合させたガスであってもよく、不活性ガス若しくは空気のみであってもよい。

本体部１２の内部に、水５０と処理ガス５６とが流されると、１対の電極１４，１６の通電部３６，３８に電圧が印可され、１対の電極１４，１６に電流が流れる。これにより、１対の電極１４，１６の放電部２６，２８の間に放電が生じる。この際、電極１４，１６は、絶縁体であるガラス管１８によって封止されているため、本体部１２の内部において放電が生じ、本体部１２の内部を流れる処理ガスがプラズマ化される。これにより、本体部１２の内部を流れる水５０にプラズマが照射され、本体部１２の他端部から、プラズマ照射された水、つまり、プラズマ処理水が排出される。

なお、気泡発生装置２２において発生する気泡に含まれるガスは、窒素等の不活性ガスと、空気中の酸素等の活性ガスとを任意の割合で混合させたガスであってもよく、不活性ガス若しくは空気のみであってもよい。このように、水５０にガスを含ませることで、電極１４，１６の放電部２６，２８の間に生じる放電によって、水５０に含まれる処理ガスもプラズマ化される。これにより、水５０は、外部からプラズマ照射されるだけでなく、内部からもプラズマ照射されるため、効果的に水５０のプラズマ処理を行うことが可能である。さらに、気泡発生装置２２により発生する気泡は、ナノサイズの気泡であり、水５０の内部に長い間留まる。このため、水５０の内部において、長い間、プラズマ照射が行われ、効果的に水５０のプラズマ処理が行われる。

＜プラズマ処理水の体内への注入＞
効果的にプラズマが照射されたプラズマ処理水には、多くのラジカルが溶け出しており、酸化性の高い液体となっている。酸化性の高い液体は、殺菌，滅菌，浄化等の効果を有しており、プラズマ処理水を医療分野に活用することが検討されている。具体的には、例えば、プラズマ処理水が、注射器，点滴，透析等により人間等の動物の体内に注入される。そして、体内に注入されたプラズマ処理水によって癌等の病巣に対する治療を行う開発が進められている。

このように、プラズマ処理水を体内に注入し、プラズマ処理水により癌等を治療するためには、癌等に侵されている臓器に適切にプラズマ処理水を到達させることが必要である。このため、超音波検査装置６０では、超音波の特性を利用して、体内に注入されたプラズマ処理水の位置が特定される。

詳しくは、超音波検査装置６０では、上述したように、超音波が液体，固体において伝導し易い特性を利用して、胃，肝臓等の臓器の鮮明な画像が形成される。一方、超音波は気体において伝導し難い特性を有しているため、気泡を含有するプラズマ処理水が画像化された場合には、不鮮明な画像となる。つまり、治療の対象となる臓器（以下、「対象臓器」と記載する場合がある）の画像は、プラズマ処理水が到達する前には、鮮明であるが、プラズマ処理水が到達した後には、不鮮明となる。

このため、プラズマ処理水が体内に注入される前から、作業者が、対象臓器の画像をモニタ６６によりモニタリングし、プラズマ処理水が体内に注入された後に、モニタ６６に表示されている対象臓器の画像が不鮮明になった場合に、プラズマ処理水が対象臓器に到達したと判断することが可能である。このように、プラズマ照射装置１０において、プラズマ処理水に気泡を含有させることで、超音波検査装置６０によって、体内に注入されたプラズマ処理水が対象臓器に到達したか否かを適切に判断することが可能となる。

特に、プラズマ照射装置１０では、プラズマ処理水にナノサイズの気泡が含有される。気泡はナノサイズまで小さくなると、潰れ難くなるため、ナノサイズの気泡は、長い間、プラズマ処理水に残存する。これにより、生成からある程度時間の経過したプラズマ処理水であっても、体内に注入されたプラズマ処理水の位置を適切に特定することが可能となる。

なお、プラズマ照射装置１０では、上述したように、流通管２０に流される水の量と、気泡発生装置２２により発生される気泡の量とを調整することで、本体部１２の内部を流れる水の単位体積当たりの気泡の量を調整することが可能となっている。つまり、プラズマ処理水の単位体積当たりの気泡の量を調整することが可能となっている。このため、体内に注入されるプラズマ処理水の単位体積当たりの気泡の量は、所定の基準量より低くされている。

また、超音波検査装置６０では、データ処理装置６８の画像データの解析により、体内に注入されたプラズマ処理水の位置を特定することが可能である。詳しくは、画像形成装置６４は、プラズマ処理水が体内に注入される前から対象臓器の画像データを形成し、プラズマ処理水が体内に注入された後も、継続的に対象臓器の画像データを作成する。そして、データ処理装置６８は、プラズマ処理水が体内に注入される前の対象臓器の画像データと、プラズマ処理水が体内に注入された後の対象臓器の画像データとを比較し、プラズマ処理水が体内に注入された後の対象臓器の画像の鮮明度が、予め設定された値、低下した場合に、プラズマ処理水が対象臓器に到達したと判断する。このように、超音波検査装置６０では、データ処理装置６８により自動で、体内に注入されたプラズマ処理水が対象臓器に到達したか否かを判断することが可能となる。なお、画像形成装置６４は、図４に示すように、プラズマ処理水が体内に注入される前の対象臓器の画像データを形成する機能部として、第１画像形成部７０と、プラズマ処理水が体内に注入された後の対象臓器の画像データを形成する機能部として、第２画像形成部７２とを有している。

また、データ処理装置６８は、対象臓器の画像データを解析することで、プラズマ処理水の体内への注入量および、注入速度を演算する。これにより、プラズマ処理水が体内に注入される際の注入量および、注入速度を監視することが可能となり、適切な治療を担保することが可能となる。

なお、体内に注入されたプラズマ処理水は、所定時間経過後に、体内から注射器等により吸い出される。この際、モニタ６６のモニタリング、若しくは、データ処理装置６８による画像データの解析により、特定された体内でのプラズマ処理水の位置から、プラズマ処理水が吸い出される。

ちなみに、超音波検査装置６０は、特定装置の一例である。超音波発生器６２は、超音波発生器の一例である。画像形成装置６４は、画像形成装置の一例である。第１画像形成部７０は、第１画像形成部の一例である。第２画像形成部７２は、第２画像形成部の一例である。プラズマ処理水は、気泡含有プラズマ照射液の一例である。体内に注入されたプラズマ処理水の位置を、超音波検査装置６０によって特定する方法は、特定方法の一例である。プラズマ処理水を体内に注入する工程は、注入工程の一例である。プラズマ処理水の気泡を、超音波を用いて検出する工程は、検出工程の一例である。特定された位置からプラズマ処理水を吸い出す工程は、吸出工程の一例である。

また、本体部１２は、筒状の部材の一例である。電極１４，１６は、電極の一例である。プラズマ照射装置１０によって水にプラズマを照射する方法は、プラズマ照射方法の一例である。気泡発生装置２２により流通管２０内の水に気泡を発生させる工程は、気泡発生工程の一例である。気泡が発生された水を本体部１２内に流す工程は、液体流通工程の一例である。電極１４，１６により処理ガスをプラズマ化させる工程は、プラズマ化工程の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、プラズマ照射された水が用いられているが、水以外の種々の液体にプラズマを照射し、そのプラズマ照射された液体を用いることが可能である。

また、上記実施例では、プラズマ処理水が人間を含む動物の体内に注入されるが、プラズマ処理水の注入対象を人間に限定してもよく、人間を除く動物に限定してもよい。

１２：本体部（筒状の部材）１４，１６：電極６０：超音波検査装置（特定装置）６２：超音波発生器６４：画像形成装置７０：第１画像形成部７２：第２画像形成部

Claims

気泡発生装置により気泡が含有された後に、プラズマ照射された液体である気泡含有プラズマ照射液が人間以外の動物の体内に注入された際に、超音波検査法を用いて該気泡含有プラズマ照射液の気泡を検出する検出工程と
を含み、検出工程において検出された前記気泡含有プラズマ照射液の気泡の位置に基づいて、人間以外の動物の体内での前記気泡含有プラズマ照射液の位置を特定する特定方法。
前記気泡含有プラズマ照射液の気泡が、ナノサイズであることを特徴とする請求項１に記載の特定方法。
前記特定方法が、
特定された前記気泡含有プラズマ照射液の位置から当該気泡含有プラズマ照射液を吸い出す吸出工程を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の特定方法。
人間以外の動物の体内に注入される前の前記気泡含有プラズマ照射液が、
（Ａ）液体の内部に気泡を発生させる気泡発生工程と、（Ｂ）前記気泡発生工程において気泡が発生された液体を、絶縁体材料により成形された筒状の部材の内部に、所定の空間を残した状態で流す液体流通工程と、（Ｃ）前記筒状の部材の外壁面に沿って配設された１対の電極への電圧の印可により、前記所定の空間に存在する気体をプラズマ化させるプラズマ化工程とを含むプラズマ照射方法により生成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の特定方法。
ナノサイズの気泡を含有し、プラズマ照射された液体である気泡含有プラズマ照射液が動物の体内に注入された際に、動物の体内での前記気泡含有プラズマ照射液の位置を特定するための特定装置であって、
前記特定装置が、
超音波発生器を備え、動物の体内に注入された前記気泡含有プラズマ照射液の気泡を、前記超音波発生器が発生した超音波によって検出し、検出された前記気泡含有プラズマ照射液の気泡の位置に基づいて、前記気泡含有プラズマ照射液が動物の対象となる臓器である対象臓器に到達したか否かを判断するように構成されており、
前記特定装置が、
前記超音波発生器が動物の体内に向かって超音波を発生させた場合に、動物の体内で反射した超音波を受信し、受信した超音波に基づいて、動物の体内の画像データを形成する画像形成装置を備え、
前記画像形成装置が、
前記気泡含有プラズマ照射液が注入される前から前記対象臓器の画像データを形成する第１画像形成部と、
前記気泡含有プラズマ照射液が注入された後に、継続的に前記対象臓器の画像データの画像データを形成する第２画像形成部と
を有し、
前記特定装置が、
前記第１画像形成部により形成された前記対象臓器の画像データと、前記第２画像形成部により形成された前記対象臓器の画像データとに基づいて、前記対象臓器の画像の鮮明度が、予め設定された値、低下した場合に、前記気泡含有プラズマ照射液が前記対象臓器に到達したと判断することを特徴とする特定装置。