WO2017195345A1 - 医療用プラズマ発生装置、およびプラズマ照射方法 - Google Patents

医療用プラズマ発生装置、およびプラズマ照射方法 Download PDF

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light
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神藤　高広
慎二 瀧川
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富士機械製造株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a medical plasma generator used for plasma therapy and a plasma irradiation method using the medical plasma generator.
  • the plasma is emitted from the ejection port toward the object to be processed, whereby the object to be processed is irradiated with the plasma and the plasma processing is performed.
  • the following patent document describes an example of a plasma generator.
  • plasma contains active radicals and the object to be treated irradiated with plasma is activated on the surface, research on plasma irradiation for the purpose of treatment is underway.
  • oxygen plasma generated by using oxygen as a processing gas has an effect of killing cells, so that plasma irradiation is performed for the purpose of cancer treatment by irradiating cancerous cells with oxygen plasma.
  • hydrogen plasma generated by using hydrogen as a processing gas has an effect of regenerating cells, so that plasma irradiation is performed for the purpose of regenerative skin treatment by irradiating the skin with hydrogen plasma.
  • plasma irradiation is performed for the purpose of treatment, but in the case of treatment, the concentration of the processing gas is strictly controlled.
  • a medical plasma generator described in the present application jets an inert gas so as to cover a plasma jetting device for jetting plasma and an outer periphery of the plasma jetted by the plasma jetting device. And an inert gas ejection device.
  • a plasma irradiation method described in the present application includes a plasma ejection device that ejects plasma and an inert gas that ejects an inert gas so as to cover an outer periphery of the plasma ejected by the plasma ejection device.
  • an inert gas is ejected so as to cover the outer periphery of the ejected plasma. For this reason, the ejected plasma is shielded by the inert gas, and the object to be processed, that is, the affected part can be irradiated without exposing the plasma to the air. As a result, it is possible to prevent plasma from being deactivated by air and to perform plasma treatment without reducing the expected effect of the concentration of the processing gas that is strictly controlled.
  • plasma is ejected after the inert gas is ejected. For this reason, before the plasma is ejected, the inert gas is ejected so as to cover the plasma ejection port, and the plasma is ejected so as to penetrate the inside of the inert gas. As a result, it is possible to reliably block the plasma ejected from the ejection port from the air.
  • FIG. 1 shows a plasma irradiation apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the plasma irradiation apparatus 10 is an apparatus used for medical purposes, and is an apparatus for irradiating a patient with plasma.
  • the plasma irradiation apparatus 10 includes a plasma ejection device 12, a laser irradiation device 14, an inert gas ejection device 16, and a control device (see FIG. 5) 18.
  • the plasma ejection device 12 is a device that ejects plasma, and includes a main body 20, a light receiving element 21, a pair of electrodes 22 and 24, a glass tube 26, and a processing gas supply device 28.
  • the main body portion 20 is formed of sapphire glass, and includes a cylindrical portion 30, a bent portion 32, and a branch portion 34.
  • the cylindrical portion 30 is generally cylindrical.
  • the bent portion 32 has a tubular shape bent in an L shape, and one end portion thereof is connected in a state of being erected on the outer peripheral surface near the end portion of the cylindrical portion 30. Note that the inside of the cylindrical portion 30 communicates with the inside of the bent portion 32.
  • the branch portion 34 has a short cylindrical shape, and is connected in a state of being erected on the opposite side of the bent portion 32 erected on the cylindrical portion 30. In addition, the inside of the cylindrical part 30 and the inside of the branch part 34 are communicated.
  • the light receiving element 21 is disposed at the lower end of the branch portion 34. As will be described in detail later, the light receiving element 21 functions as a light receiving sensor, and the distance between the object to be processed and the plasma irradiation apparatus 10 is calculated based on the received light.
  • a plurality of discharge portions 50 and 52 of a pair of electrodes 22 and 24 are deposited on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 30 of the main body portion 20 so as to be alternately arranged in the axial direction of the cylindrical portion 30. .
  • the electrode 22 has a plurality of discharge portions 50 and a plurality of connection portions 56
  • the electrode 24 has a plurality of discharge portions 52 and a plurality of connection portions 58. is doing.
  • FIG. 2 is a virtual diagram illustrating a state in which the electrodes 22 and 24 are removed from the cylindrical portion 30.
  • the plurality of discharge portions 50 of the electrode 22 are deposited on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 30 so as to extend in the circumferential direction, and are arranged side by side in the axial direction of the cylindrical portion 30 at a predetermined interval. .
  • the connecting portion 56 of the electrode 22 is linearly deposited on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 30 so as to extend in the axial direction of the cylindrical portion 30, and connects the plurality of discharge portions 50.
  • the discharge part 50 located at one end among the plurality of discharge parts 50 of the electrode 22 is deposited over the entire circumference in the circumferential direction of the cylindrical part 30, and the other discharge parts 50 are connected to the connection part 56.
  • Vapor deposition is performed so as to extend in the circumferential direction of the cylindrical portion 30 except for the opposite portion.
  • a current-carrying unit 60 is formed in the discharge unit 50 that is deposited over the entire circumference of the cylindrical unit 30 so as to extend toward the end of the cylindrical unit 30.
  • the plurality of discharge portions 52 of the electrode 24 are deposited on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 30 so as to extend in the circumferential direction, and the cylindrical portion 30 is located between the plurality of discharge portions 50 of the electrode 22. Are arranged side by side in the axial direction.
  • the discharge part 52 located between the two discharge parts 50 of the electrode 22 among the plurality of discharge parts 52 of the electrode 24 extends in the circumferential direction of the cylindrical part 30 except for the connection part 56 of the electrode 22.
  • the discharge part 52 located at the remaining end is deposited over the entire circumference of the cylindrical part 30 in the circumferential direction.
  • a current-carrying part 62 is formed in the discharge part 52 deposited over the entire circumference of the cylindrical part 30 so as to extend toward the end of the cylindrical part 30.
  • the connecting portion 58 of the electrode 24 is linearly deposited on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 30 so as to extend in the axial direction of the cylindrical portion 30 at a location where the discharge portion 50 of the electrode 22 is not evaporated.
  • a plurality of discharge parts 52 are connected.
  • the pair of electrodes 22 and 24 is deposited on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 30 so that the discharge portion 50 of the electrode 22 and the discharge portion 52 of the electrode 24 are alternately arranged at a predetermined interval. ing.
  • the glass tube 26 is disposed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 30 of the main body portion 20, and covers the entire pair of electrodes 22 and 24 deposited on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 30. ing. Thereby, it becomes possible to prevent the electrodes 22 and 24 to which a high voltage is applied from being exposed, and safety is ensured. Since the electrodes 22 and 24 are sealed by the glass tube 26, the glass tube 26 enters between the discharge part 50 of the electrode 22 and the discharge part 52 of the electrode 24.
  • the processing gas supply device 28 is a device that supplies a processing gas, and is connected to the end of the bent portion 32 opposite to the end connected to the cylindrical portion 30. As a result, the processing gas is supplied into the cylindrical portion 30 through the bent portion 32.
  • the processing gas may be a gas obtained by mixing an inert gas such as nitrogen or argon and an active gas such as oxygen in the air at an arbitrary ratio, and is only an inert gas or an active gas. Also good.
  • the processing gas supply device 28 has a function of heating or cooling the processing gas, and can supply a processing gas at an arbitrary temperature.
  • the laser irradiation device 14 is a device that irradiates laser light, and generally has a short cylindrical shape.
  • the laser irradiation device 14 is coaxially connected to the end surface on the side where the bent portion 32 of the cylindrical portion 30 is disposed at the end surface.
  • An irradiation port (see FIG. 2) 67 is formed at the center of the end face connected to the cylindrical portion 30 of the laser irradiation device 14, and the laser irradiation device 14 transmits laser light from the irradiation port 67 to the cylindrical portion 30. Irradiate in the axial direction.
  • laser light is light having directivity, monochromaticity, and coherence.
  • the directivity is a property in which the irradiated light travels straight without almost spreading.
  • Monochromaticity is a property of a monochromatic light with a narrow wavelength range.
  • the coherence is a property that there is a fixed relationship between the amplitude and phase of two or more light waves, and interference fringes appear when two or more lights interfere. Due to such properties, the laser beam is converged in a narrow range.
  • the laser light emitted by the laser irradiation device 14 is red laser light having a wavelength in the visible region.
  • the laser irradiation device 14 is disposed at the end of the cylindrical portion 30 of the plasma ejection device 12, so that the laser light emitted from the laser irradiation device 14 is cylindrical as shown in FIG. 3. 30 from the end of the cylindrical portion 30 on the side opposite to the end where the laser irradiation device 14 is disposed (hereinafter sometimes referred to as “tip portion”). Irradiated outward. Thereby, the laser beam irradiated by the laser irradiation device 14 is irradiated to the target object 68 when the target object 68 is placed at a position facing the tip of the cylindrical portion 30.
  • a reflecting mirror 69 is disposed inside the cylindrical portion 30 at a position facing the branching portion 34.
  • the reflecting mirror 69 is disposed in an inclined state by 45 degrees with respect to the axial direction of the cylindrical portion 30, and the reflecting surface faces the inside of the branching portion 34. Further, the reflectance of the reflecting mirror 69 is 50%, and the transmittance is 50%. For this reason, 50% of the laser light emitted from the laser irradiation device 14 passes through the reflecting mirror 69 and is emitted toward the outside of the plasma irradiation device 10. For this reason, the laser beam of 50% of the laser beam irradiated from the laser irradiation device 14 is irradiated to the object 68.
  • the laser beam irradiated to the object to be processed 68 is reflected by the object to be processed 68, and the reflected light is directed to the inside of the cylindrical portion 30 coaxially with the laser light irradiated from the laser irradiation device 14.
  • the reflected light passing through the inside of the cylindrical portion 30 is reflected by the reflecting mirror 69 and travels toward the inside of the branching portion 34.
  • the reflected light is detected by the light receiving element 21, and the distance between the plasma irradiation apparatus 10 and the object to be processed 68 is calculated based on the detected light. The calculation of the distance between the plasma irradiation apparatus 10 and the workpiece 68 will be described in detail later.
  • the inert gas ejection device 16 is a device that ejects an inert gas such as nitrogen, argon, or helium, and is disposed so as to cover the cylindrical portion 30 of the plasma ejection device 12.
  • the inert gas ejection device 16 includes a main body 70, an inert gas supply device 72, and a cooling device 74.
  • the main body portion 70 includes a cylindrical portion 76 and a bent portion 78.
  • the cylindrical portion 76 is generally cylindrical and has an inner diameter that is larger than the outer diameter of the cylindrical portion 30 of the plasma ejection device 12.
  • the cylindrical portion 30 of the plasma ejection device 12 is inserted into the cylindrical portion 76 with a clearance from the inner peripheral surface of the cylindrical portion 76.
  • the length dimension of the cylindrical part 76 is shorter than the length dimension of the cylindrical part 30 of the plasma ejection apparatus 12. And as shown in FIG. 1, the end surface of the front-end
  • the bent portion 78 has a tubular shape bent in an L shape, and one end portion thereof is erected on the outer peripheral surface near the end portion on the side facing the bent portion 32 and the branch portion 34 of the cylindrical portion 76. Linked in state. The inside of the cylindrical portion 76 and the inside of the bent portion 78 are in communication.
  • the inert gas supply device 72 is connected via a cooling device 74 to an end portion on the opposite side to the end portion of the bent portion 78 connected to the cylindrical portion 76.
  • the inert gas supply device 72 is a device that supplies an inert gas
  • the cooling device 74 is a device that cools the inert gas supplied by the inert gas supply device 72. As a result, the cooled inert gas is supplied to the inside of the cylindrical portion 76 via the bent portion 78.
  • the control device 18 includes a controller 80, a plurality of drive circuits 82, and a control circuit 86.
  • the plurality of drive circuits 82 are connected to the electrodes 22, 24, the processing gas supply device 28, the laser irradiation device 14, the inert gas supply device 72, and the cooling device 74.
  • the controller 80 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 82. Thereby, the operation of the plasma irradiation apparatus 10 is controlled by the controller 80.
  • the controller 80 is also connected to the light receiving element 21. Thereby, the controller 80 acquires information regarding the light received by the light receiving element 21. Further, the controller 80 is connected to the display lamp 88 via the control circuit 86.
  • the display lamp 88 is a lamp that lights red or green, and the controller 80 lights the display lamp 88 red or green.
  • Plasma irradiation apparatus 10 In the plasma irradiation apparatus 10, with the configuration described above, in the plasma ejection apparatus 12, plasma is ejected from the tip of the cylindrical portion 30, and the workpiece 68 is irradiated with plasma.
  • Plasma contains active radicals, and plasma is used in the medical field for the purpose of treating an affected area with active radicals.
  • oxygen is irradiated to the object 68 by using oxygen as a processing gas. Since oxygen plasma has the effect of killing cells, plasma irradiation is performed for the purpose of cancer treatment, for example, by irradiation of cancerous cells with oxygen plasma.
  • the hydrogen plasma is irradiated to the object 68. Since hydrogen plasma has an effect of regenerating cells, for example, plasma irradiation is performed for the purpose of skin regeneration treatment by irradiation of hydrogen plasma to the skin.
  • the processing gas is supplied into the cylindrical portion 30 through the bent portion 32 by the processing gas supply device 28. Since the end surface of the cylindrical portion 30 on the side where the bent portion 32 is disposed is blocked by the laser irradiation device 14, the processing gas supplied to the cylindrical portion 30 is directed toward the end surface opposite to the end surface. Flowing. That is, the processing gas flows toward the inside of the cylindrical portion 30 where the electrodes 22 and 24 are deposited.
  • a voltage is applied to the current-carrying portions 60 and 62 of the electrodes 22 and 24, and a current flows through the electrodes 22 and 24.
  • a discharge occurs between the discharge portions 50 and 52 of the pair of electrodes 22 and 24.
  • the electrodes 22 and 24 are sealed by the glass tube 26 which is an insulator, a discharge is generated inside the cylindrical portion 30 and the processing gas flowing inside the cylindrical portion 30 is turned into plasma.
  • Plasma from the end surface of the cylindrical portion 30 opposite to the end surface to which the laser irradiation device 14 is connected hereinafter may be referred to as “plasma jet port”) in the axial direction of the cylindrical portion 30. It is ejected toward.
  • a therapist such as a doctor directs the plasma ejection port toward the affected area of the patient, so that the affected area is irradiated with plasma and the affected area is treated.
  • the concentration of the active radical of the irradiated plasma is optimized, and the concentration of the processing gas supplied from the processing gas supply device 28 is appropriately managed so as to perform appropriate treatment.
  • the concentration of the active radical of the irradiated plasma is optimized, and the concentration of the processing gas supplied from the processing gas supply device 28 is appropriately managed so as to perform appropriate treatment.
  • the plasma is exposed to air before the plasma is ejected from the plasma ejection port of the plasma irradiation apparatus 10 and irradiated to the affected area, the active radicals are deactivated, and the activity of the plasma irradiated to the affected area is reduced.
  • the concentration of radicals is not suitable for treatment. In such cases, proper treatment cannot be guaranteed.
  • the therapeutic effect decreases due to the inactivation of plasma.
  • an inert gas is also ejected together with the plasma.
  • the inert gas is supplied from the inert gas supply device 72 to the bent portion 78 via the cooling device 74.
  • the inert gas supplied from the inert gas supply device 72 is cooled by the cooling device 74.
  • the cooled inert gas is supplied to the inside of the cylindrical portion 76 via the bent portion 78. Since the end surface of the cylindrical portion 76 on the side where the bent portion 78 is disposed is closed, the processing gas supplied to the cylindrical portion 76 flows toward the end surface opposite to the end surface.
  • inert gas flows between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 76 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 30. Then, an inert gas is ejected from an opening (hereinafter sometimes referred to as “inert gas ejection port”) on the end surface opposite to the end surface on which the bent portion 78 of the cylindrical portion 76 is disposed. .
  • the inert gas ejected from the inert gas outlet has a cylindrical shape.
  • plasma is ejected so as to penetrate the inside of the inert gas ejected into the cylindrical shape. That is, the inert gas is ejected so as to cover the outer periphery of the ejected plasma.
  • the ejected plasma is shielded by the inert gas, and it becomes possible to irradiate the affected area without exposing the plasma to air.
  • effective treatment can be performed by preventing inactivation of plasma.
  • the plasma is ejected from the plasma ejection port. That is, first, the inert gas is supplied from the inert gas supply device 72, and the inert gas is ejected from the inert gas outlet. Then, after the inert gas is ejected from the inert gas outlet, the processing gas is supplied from the processing gas supply device 28, and a voltage is applied to the pair of electrodes 22 and 24.
  • the cylindrical inert gas is ejected so as to cover the plasma ejection port, and the plasma is ejected into the cylindrical inert gas.
  • the plasma ejected from the plasma ejection port can be reliably shielded from the air.
  • the ejection speed of the inert gas ejected from the inert gas outlet is higher than the ejection speed of the plasma ejected from the plasma gas outlet, and the diffusion of the inert gas is prevented.
  • a gas flowing at a predetermined speed hereinafter referred to as “first gas”
  • a gas flowing at a speed higher than the predetermined speed hereinafter referred to as “second gas”
  • the second gas flows toward the first gas by the frictional force generated between the first gas and the second gas. For this reason, by making the ejection speed of the inert gas faster than the ejection speed of the plasma, as shown in FIG.
  • the inert gas ejection outlet (the inner circumferential surface of the main body portion 70 and the inner circumferential surface of the cylindrical portion 30 is The inert gas (second gas) ejected from between the gas flows toward the plasma (first gas) ejected from the plasma ejection port (inside the cylindrical portion 30). For this reason, the inert gas is converged toward the plasma, and the diffusion of the inert gas is prevented. As a result, it is possible to prevent the breakdown of the plasma shield due to the diffusion of the inert gas.
  • the plasma ejection speed and the inert gas ejection speed are adjusted by adjusting the gas supply amount by the processing gas supply device 28 and the inert gas supply device 72.
  • the plasma ejected from the plasma ejection port may become high temperature due to the discharge of the high-voltage current, but the inert gas that shields the ejected plasma is cooled. As a result, the temperature of the plasma ejected from the plasma ejection port can be lowered, and irradiation of the affected part of the high temperature plasma can be prevented.
  • the wavelength of plasma is a wavelength in the vacuum ultraviolet region, it cannot be visually confirmed. For this reason, there is a possibility that the affected part cannot be appropriately irradiated with plasma.
  • the laser irradiation apparatus 14 is provided in the plasma irradiation apparatus 10, and the irradiation position of the plasma can be confirmed by the laser light irradiated by the laser irradiation apparatus 14. Yes.
  • the laser irradiation device 14 is connected to the end face of the cylindrical portion 30 of the plasma ejection device 12 and irradiates the laser beam in the axial direction of the cylindrical portion 30. That is, the laser irradiation device 14 irradiates the laser beam coaxially with the plasma ejection direction. Further, the laser light is straight and parallel light. For this reason, the laser beam irradiated from the laser irradiation apparatus 14 passes through the inside of the cylindrical portion 30 and is irradiated from the plasma outlet of the cylindrical portion 30 coaxially with the direction of plasma emission. As a result, as shown in FIG. 3, the laser light is irradiated to the portion where the plasma is irradiated. Since the laser light is a high-frequency red laser in the visible region, the therapist can appropriately irradiate the object 68 with plasma while visually confirming the laser light.
  • the object to be processed 68 to be plasma-irradiated and the plasma irradiation apparatus 10 are too far from each other, it is difficult for the plasma to reach the object to be processed 68 and the effect of plasma treatment may be reduced.
  • the workpiece 68 and the plasma irradiation apparatus 10 are too close, it is not preferable when the plasma is at a high temperature. That is, when plasma is irradiated to the object to be processed 68, the distance between the plasma irradiation apparatus 10 and the object to be processed 68 (hereinafter, may be referred to as “object separation distance”) is optimized. It is hoped to do. For this reason, in the plasma irradiation apparatus 10, the object separation distance is calculated using laser light for confirming the plasma irradiation position.
  • the plasma irradiation device 10 is provided with a light receiving element 21, and as shown in FIG. 3, the laser light irradiated from the laser irradiation device 14 toward the object 68 is reflected and the reflected light is reflected. Is received by the light receiving element 21.
  • the laser light emitted from the laser irradiation device 14 is AM (abbreviation of amplitude modulation), and the amplitude of the AM-modulated laser light is changed with time. Therefore, a phase difference is generated between the laser light wave emitted from the laser irradiation device 14 and the laser light wave received by the light receiving element 21, and the phase difference is calculated by the controller 80.
  • This phase difference is the irradiation distance of the laser beam, that is, the distance traveled by the light irradiated from the laser irradiation device 14 toward the object 68, reflected by the object 68, and received by the light receiving element 21 (hereinafter referred to as the phase difference). , May be described as “laser irradiation distance”).
  • the distance between the laser irradiation device 14 and the reflecting mirror 69 and the distance between the reflecting mirror 69 and the light receiving element 21 are the same. For this reason, the laser irradiation distance becomes 2 ⁇ L 0 , and the controller 80 calculates the laser irradiation distance (2 ⁇ L 0 ) based on the phase difference. Further, the length dimension L 2 of the cylindrical portion 30 is stored in the controller 80. For this reason, by reducing the length dimension (L 2 ) of the cylindrical portion 30 from half of the laser irradiation distance (2 ⁇ L 0 ), the distance L 1 between the plasma jet port of the cylindrical portion 30 and the workpiece 68 is reduced. That is, the object separation distance is calculated.
  • the controller 80 calculates the object separation distance, it is determined whether or not the object separation distance is within a preset setting range. When the calculated object separation distance is within the setting range, the controller 80 lights the display lamp 88 in green, and when the calculated object separation distance is outside the setting range, The controller 80 lights the display lamp 88 in red.
  • the setting range allows an operator to input an arbitrary value using an input device (not shown). For this reason, it becomes possible for an operator to ensure appropriate plasma treatment by inputting a distance in a range suitable for plasma treatment as a set distance.
  • the therapist brings the plasma irradiation apparatus 10 close to the affected area, that is, the object to be processed 68 and irradiates the object to be processed 68 with plasma so that the display lamp 88 is always lit in green. It becomes possible to secure plasma treatment.
  • the plasma irradiation position can be confirmed by the laser beam. Further, the treatment object separation distance is calculated using laser light for confirming the plasma irradiation position, and whether or not the treatment object separation distance is appropriate is notified to the therapist. Thus, the therapist can perform treatment while confirming the plasma irradiation position and the plasma irradiation distance, and appropriate plasma treatment is ensured.
  • the laser beam is irradiated coaxially with the plasma irradiation axis, and the object separation distance is calculated based on the irradiation distance of the laser beam. For this reason, since the to-be-processed object separation distance corresponds with the plasma irradiation distance, it becomes possible to calculate the exact plasma irradiation distance.
  • the controller 80 of the control apparatus 18 has the calculating part 100 and the display control part 102, as shown in FIG.
  • the computing unit 100 is a functional unit for computing the object separation distance.
  • the display control unit 102 is a functional unit for turning on the display lamp 88 based on the calculated object separation distance and notifying the subject of the object separation distance.
  • the plasma irradiation apparatus 10 is an example of a medical plasma generation apparatus.
  • the plasma ejection device 12 is an example of a plasma ejection device.
  • the laser irradiation device 14 is an example of a light irradiation device.
  • the inert gas ejection device 16 is an example of an inert gas ejection device.
  • the light receiving element 21 is an example of a light receiving unit.
  • the cylindrical portion 30 is an example of an inner housing.
  • the cooling device 74 is an example of a cooling device.
  • the cylindrical portion 76 is an example of an outer housing.
  • the calculation unit 100 is an example of a calculation device.
  • this invention is not limited to the said Example, It is possible to implement in the various aspect which gave various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Specifically, for example, in the above embodiment, whether or not the calculated object separation distance is within the set range is notified to the therapist using the display lamp 88.
  • the numerical value of the object separation distance may be notified by displaying the numerical value, and the numerical value of the object separation distance may be notified by voice.
  • the object separation distance is calculated using the phase difference between the laser light irradiated by the laser irradiation device 14 and the laser light received by the light receiving element 21.
  • the processing object separation distance may be calculated using a time lag between the irradiation timing of the laser beam by the irradiation device 14 and the reception timing of the laser beam by the light receiving element 21.
  • the laser irradiation device 14 irradiates laser light having a preset pulse width, and stores the irradiation time. In addition, when the light receiving element 21 receives the reflected light, the light receiving time is stored.
  • the difference between the irradiation time and the light receiving time is calculated as a time lag ⁇ t, and the laser irradiation distance (2 ⁇ L 0 ) is calculated using the time lag ⁇ t according to the following formula.
  • 2 ⁇ L 0 c ⁇ ⁇ t C is the speed of light.
  • laser light is used as the light applied to the workpiece 68.
  • various kinds of light can be used as long as it is visible light.
  • Plasma irradiation device medical plasma generator
  • Plasma ejection device 14 Laser irradiation device (light irradiation device)
  • Inert gas ejection device 21 Light receiving element (light receiving portion)
  • Light receiving portion 30: Cylindrical portion (inner housing)
  • Cooling device 76 Cylindrical portion (outer housing)
  • Arithmetic unit Arithmetic unit (arithmetic device)

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Abstract

本発明のプラズマ照射装置１０は、プラズマを噴出するプラズマ噴出装置１２と、不活性ガスを噴出する不活性ガス噴出装置１６とを備えている。プラズマ噴出装置は、円筒部３０の内部からプラズマを噴出する。また、不活性ガス噴出装置は、円筒部７６の内周面と円筒部３０の外周面との間から不活性ガスを噴出する。このため、円筒形状に噴出された不活性ガスの内部を貫くように、プラズマが噴出される。つまり、噴出されたプラズマの外周を覆うように、不活性ガスが噴出される。このため、噴出されたプラズマが不活性ガスによりシールドされ、プラズマを、空気に曝すことなく、患部に照射することが可能となる。これにより、適正な濃度のプラズマを患部に照射することが可能となり、効果的な治療を行うことが可能となる。

Description

医療用プラズマ発生装置、およびプラズマ照射方法
　本発明は、プラズマ治療に用いられる医療用プラズマ発生装置、および、医療用プラズマ発生装置を用いたプラズマ照射方法に関する。
　プラズマ発生装置では、噴出口からプラズマが、被処理体に向かって噴出されることで、被処理体にプラズマが照射され、プラズマ処理が行われる。下記特許文献には、プラズマ発生装置の一例が記載されている。
国際公開第２０１３／０１０８７９７号 特開２０１２－０５９５４８号公報
　プラズマは、活性ラジカルを含んでおり、プラズマ照射された被処理体は、表面において活性化するため、治療を目的としたプラズマ照射の研究が進められている。具体的には、例えば、処理ガスとして酸素を用いることで、発生する酸素プラズマは、細胞を死滅させる効果を有することから、癌化細胞への酸素プラズマの照射により癌治療を目的として、プラズマ照射が行われる。また、例えば、処理ガスとして水素を用いることで、発生する水素プラズマは、細胞を再生させる効果を有することから、皮膚への水素プラズマの照射により皮膚の再生治療を目的として、プラズマ照射が行われる。このように、治療を目的としたプラズマ照射が行われるが、治療を目的とする場合には、処理ガスの濃度等は厳密にコントロールされている。しかしながら、プラズマに含まれる活性ラジカルは不安定であるため、プラズマが被処理体に照射された際に、プラズマの効果が低下している虞がある。また、プラズマは目視できないため、被処理体にプラズマを適切に照射できない虞がある。このように、医療用プラズマ発生装置には、改良の余地が多分に残されており、種々の改良を施すことで、医療用プラズマ発生装置の実用性は向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い医療用プラズマ発生装置の提供を課題とする。
　上記課題を解決するために、本願に記載の医療用プラズマ発生装置は、プラズマを噴出するプラズマ噴出装置と、前記プラズマ噴出装置により噴出されたプラズマの外周を覆うように、不活性ガスを噴出する不活性ガス噴出装置とを備えることを特徴とする。
　上記課題を解決するために、本願に記載のプラズマ照射方法は、プラズマを噴出するプラズマ噴出装置と、前記プラズマ噴出装置により噴出されたプラズマの外周を覆うように、不活性ガスを噴出する不活性ガス噴出装置とを備える医療用プラズマ発生装置によって、被処理体にプラズマを照射するプラズマ照射方法であって、前記プラズマ照射方法は、前記不活性ガス噴出装置によって不活性ガスを噴出する不活性ガス噴出工程と、前記不活性ガス噴出工程において不活性ガスが噴出された後に、前記プラズマ噴出装置によってプラズマを噴出するプラズマ噴出工程とを含むことを特徴とする。
　本願に記載の大気圧プラズマ発生装置では、噴出されたプラズマの外周を覆うように、不活性ガスが噴出される。このため、噴出されたプラズマが不活性ガスによりシールドされ、プラズマを、空気に曝すことなく、被処理体、つまり、患部に照射することが可能となる。これにより、プラズマの空気による失活を防止し、厳密に管理された処理ガスの濃度に期待される効果を低下させることなく、プラズマ治療を行うことが可能となる。
　また、本願に記載のプラズマ照射方法では、不活性ガスが噴出された後に、プラズマが噴出される。このため、プラズマが噴出される前に、プラズマの噴出口を覆うように、不活性ガスが噴出され、その不活性ガスの内部を貫くように、プラズマが噴出される。これにより、噴出口から噴出されたプラズマを、確実に空気と遮断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。 プラズマ噴出装置を示す分解図である。 プラズマ照射装置を示す断面図である。 不活性ガス噴出装置を示す斜視図である。 制御装置を示すブロック図である。 プラズマ及び不活性ガスの流れを示すイメージ図である。
　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、本発明の実施例のプラズマ照射装置１０を示す。プラズマ照射装置１０は、医療用に用いられる装置であり、患者にプラズマを照射するための装置である。プラズマ照射装置１０は、プラズマ噴出装置１２と、レーザ照射装置１４と、不活性ガス噴出装置１６と、制御装置（図５参照）１８とを備えている。
　プラズマ噴出装置１２は、プラズマを噴出する装置であり、本体部２０と、受光素子２１と、１対の電極２２，２４と、ガラス管２６と、処理ガス供給装置２８とを備えている。本体部２０は、サファイアガラスにより成形されており、円筒部３０と屈曲部３２と分岐部３４とから構成されている。円筒部３０は、概して円筒状をなしている。また、屈曲部３２は、Ｌ字型に屈曲された管状をなし、それの一端部が、円筒部３０の端部に近い外周面に立設された状態で連結されている。なお、円筒部３０の内部と屈曲部３２の内部とは連通している。また、分岐部３４は、短円筒状をなし、円筒部３０に立設された屈曲部３２の反対側に立設された状態で連結されている。なお、円筒部３０の内部と分岐部３４の内部とも連通している。また、分岐部３４の下端に受光素子２１が配設されている。受光素子２１は、後に詳しく説明するが、受光センサとして機能し、受光した光に基づいて被処理体とプラズマ照射装置１０との間の距離が演算される。
　また、本体部２０の円筒部３０の外周面には、１対の電極２２，２４の複数の放電部５０，５２が、円筒部３０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２２は、図２に示すように、複数の放電部５０と複数の連結部５６とを有しており、電極２４は、複数の放電部５２と複数の連結部５８とを有している。なお、図２は、電極２２，２４を円筒部３０から取り外した状態を示す仮想図である。
　電極２２の複数の放電部５０は、円筒部３０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、円筒部３０の軸方向に並んで配設されている。また、電極２２の連結部５６は、円筒部３０の外周面に、円筒部３０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５０を連結している。なお、電極２２の複数の放電部５０のうちの一端に位置する放電部５０は、円筒部３０の周方向の全周に渡って蒸着されており、他の放電部５０は、連結部５６と反対側の部分を除いて、円筒部３０の周方向に延びるように蒸着されている。また、円筒部３０の周方向の全周に渡って蒸着されている放電部５０には、円筒部３０の端部に向かって延び出すようにして、通電部６０が形成されている。
　また、電極２４の複数の放電部５２は、円筒部３０の外周面に、周方向に延びるように蒸着されており、電極２２の複数の放電部５０の間に位置するように、円筒部３０の軸方向に並んで配設されている。なお、電極２４の複数の放電部５２のうちの電極２２の２つの放電部５０の間に位置する放電部５２は、電極２２の連結部５６を除いて、円筒部３０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５２は、円筒部３０の周方向の全周に渡って蒸着されている。その円筒部３０の周方向の全周に渡って蒸着されている放電部５２には、円筒部３０の端部に向かって延び出すようにして、通電部６２が形成されている。また、電極２４の連結部５８は、円筒部３０の外周面において、電極２２の放電部５０が蒸着されていない箇所に、円筒部３０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５２を連結している。このように、１対の電極２２，２４は、電極２２の放電部５０と電極２４の放電部５２とが、所定の間隔をおいて交互に並ぶように、円筒部３０の外周面に蒸着されている。
　ガラス管２６は、図１に示すように、本体部２０の円筒部３０の外周面に配設されており、円筒部３０の外周面に蒸着された１対の電極２２，２４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２２，２４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２２，２４は、ガラス管２６により封止されているため、電極２２の放電部５０と電極２４の放電部５２との間にまで、ガラス管２６が入り込んでいる。
　処理ガス供給装置２８は、処理ガスを供給する装置であり、屈曲部３２の円筒部３０に連結されている側の端部と反対側の端部に接続されている。これにより、屈曲部３２を介して、円筒部３０の内部に処理ガスが供給される。なお、処理ガスは、窒素，アルゴン等の不活性ガスと、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活性ガスのみであってもよい。また、処理ガス供給装置２８は、処理ガスを加温、若しくは、冷却する機能を有しており、任意の温度の処理ガスを供給することが可能である。
　レーザ照射装置１４は、レーザ光を照射する装置であり、概して短円筒状をなしている。レーザ照射装置１４は、端面において、円筒部３０の屈曲部３２が配設されている側の端面に、同軸的に連結されている。レーザ照射装置１４の円筒部３０に連結されている端面の中央部には、照射口（図２参照）６７が形成されており、レーザ照射装置１４は、照射口６７からレーザ光を円筒部３０の軸方向に照射する。
　ちなみに、レーザ光は、指向性，単色性，可干渉性（コヒーレンス）を有する光である。指向性は、照射された光が殆ど広がることなく、真っ直ぐに進む性質である。単色性は、波長の幅が狭く、単色光である性質である。可干渉性は、２以上の光の波の振幅・位相に一定の関係があり、２以上の光が干渉することで干渉縞が現れる性質である。このような性質によりレーザ光は、狭い範囲に収束される。なお、レーザ照射装置１４により照射されるレーザ光は、可視領域の波長の赤色レーザ光である。
　このように、レーザ照射装置１４が、プラズマ噴出装置１２の円筒部３０の端部に配設されることで、図３に示すように、レーザ照射装置１４から照射されたレーザ光は、円筒部３０の内部を通り、円筒部３０のレーザ照射装置１４が配設された側の端部と反対側の端部（以下、「先端部」と記載する場合がある）から、プラズマ照射装置１０の外部に向かって照射される。これにより、レーザ照射装置１４により照射されたレーザ光は、円筒部３０の先端部と対向する位置に被処理体６８が載置されている場合に、その被処理体６８に照射される。
　なお、円筒部３０の内部には、分岐部３４と対向する位置に、反射鏡６９が配設されている。反射鏡６９は、円筒部３０の軸方向に対して４５度、傾斜させた状態で配設されており、反射面を分岐部３４の内部に向けている。また、反射鏡６９の反射率は５０％であり、透過率は５０％である。このため、レーザ照射装置１４から照射されたレーザ光のうち５０％の光量のレーザ光が、反射鏡６９を通過し、プラズマ照射装置１０の外部に向かって照射される。このため、被処理体６８には、レーザ照射装置１４から照射されたレーザ光のうち５０％の光量のレーザ光が、照射される。そして、被処理体６８に照射されたレーザ光は、被処理体６８において反射し、その反射光は、レーザ照射装置１４から照射されたレーザ光と同軸的に、円筒部３０の内部に向かう。この際、円筒部３０の内部を通過する反射光は、反射鏡６９により反射し、分岐部３４の内部に向かう。そして、その反射光が、受光素子２１により検出され、その検出された光に基づいて、プラズマ照射装置１０と被処理体６８との間の距離が演算される。なお、プラズマ照射装置１０と被処理体６８との間の距離の演算については、後程、詳しく説明する。
　また、不活性ガス噴出装置１６は、窒素，アルゴン，ヘリウム等の不活性ガスを噴出する装置であり、プラズマ噴出装置１２の円筒部３０を覆うように配設されている。不活性ガス噴出装置１６は、本体部７０と、不活性ガス供給装置７２と冷却装置７４とを備えている。本体部７０は、図４に示すように、円筒部７６と屈曲部７８とから構成されている。円筒部７６は、概して円筒状をなしており、プラズマ噴出装置１２の円筒部３０の外径より大きな内径とされている。そして、円筒部７６の内部に、その円筒部７６の内周面とクリアランスのある状態で、プラズマ噴出装置１２の円筒部３０が挿入されている。
　なお、円筒部７６の長さ寸法は、プラズマ噴出装置１２の円筒部３０の長さ寸法より短い。そして、図１に示すように、プラズマ噴出装置１２の円筒部３０の先端部の端面と、円筒部７６の一端面とは面一とされている。また、円筒部７６の他端面は、プラズマ噴出装置１２の屈曲部３２及び、分岐部３４と向かい合っており、その他端面は塞がれている。
　また、屈曲部７８は、Ｌ字型に屈曲された管状をなし、それの一端部が、円筒部７６の屈曲部３２及び分岐部３４と向かい合う側の端部に近い外周面に立設された状態で連結されている。なお、円筒部７６の内部と屈曲部７８の内部とは連通している。
　不活性ガス供給装置７２は、冷却装置７４を介して、屈曲部７８の円筒部７６に連結されている側の端部と反対側の端部に接続されている。不活性ガス供給装置７２は、不活性ガスを供給する装置であり、冷却装置７４は、不活性ガス供給装置７２により供給された不活性ガスを冷却する装置である。これにより、冷却された不活性ガスが、屈曲部７８を介して、円筒部７６の内部に供給される。
　制御装置１８は、図５に示すように、コントローラ８０と、複数の駆動回路８２と、制御回路８６とを備えている。複数の駆動回路８２は、電極２２，２４、処理ガス供給装置２８、レーザ照射装置１４、不活性ガス供給装置７２、冷却装置７４に接続されている。コントローラ８０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路８２に接続されている。これにより、プラズマ照射装置１０の作動が、コントローラ８０によって制御される。また、コントローラ８０は、受光素子２１にも接続されている。これにより、コントローラ８０は、受光素子２１が受光した光に関する情報を取得する。さらに、コントローラ８０は、制御回路８６を介して、表示ランプ８８に接続されている。表示ランプ８８は、赤色、若しくは、緑色に点灯するランプであり、コントローラ８０は、表示ランプ８８を赤色、若しくは、緑色に点灯させる。
　＜プラズマ照射装置によるプラズマ照射＞
　プラズマ照射装置１０では、上述した構成により、プラズマ噴出装置１２において、円筒部３０の先端部からプラズマが噴出され、被処理体６８にプラズマが照射される。プラズマは、活性ラジカルを含んでおり、活性ラジカルによる患部の治療を目的として、医療分野においてプラズマが活用されている。具体的には、例えば、処理ガスとして酸素を用いることで、酸素プラズマが被処理体６８に照射される。酸素プラズマは、細胞を死滅させる効果を有することから、例えば、癌化細胞への酸素プラズマの照射により癌治療を目的として、プラズマ照射が行われる。また、例えば、処理ガスとして水素を用いることで、水素プラズマが被処理体６８に照射される。水素プラズマは、細胞を再生させる効果を有することから、例えば、皮膚への水素プラズマの照射により皮膚の再生治療を目的として、プラズマ照射が行われる。
　具体的には、プラズマ照射装置１０において、処理ガス供給装置２８によって処理ガスが、屈曲部３２を介して、円筒部３０の内部に供給される。円筒部３０の屈曲部３２が配設されている側の端面はレーザ照射装置１４によって塞がれているため、円筒部３０に供給された処理ガスは、その端面と反対側の端面に向かって流れる。つまり、電極２２，２４が蒸着されている円筒部３０の内部に向かって、処理ガスが流れる。
　そして、電極２２，２４の通電部６０，６２に電圧が印加され、電極２２，２４に電流が流れる。これにより、１対の電極２２，２４の放電部５０，５２の間に放電が生じる。この際、電極２２，２４は、絶縁体であるガラス管２６によって封止されているため、円筒部３０の内部において放電が生じ、円筒部３０の内部を流れる処理ガスがプラズマ化される。そして、円筒部３０のレーザ照射装置１４が連結された側の端面と反対側の端面の開口（以下、「プラズマ噴出口」と記載する場合がある）からプラズマが、円筒部３０の軸方向に向かって噴出される。この際、医者等の治療者は、プラズマ噴出口を、患者の患部に向けることで、患部にプラズマが照射され、患部が治療される。
　なお、患部にプラズマが照射される場合には、照射されるプラズマの活性ラジカルの濃度を適正化し、適切な治療を行うべく、処理ガス供給装置２８から供給される処理ガスの濃度が適切に管理されている。しかしながら、プラズマ照射装置１０のプラズマ噴出口からプラズマが噴出され、患部に照射されるまでの間に、プラズマが空気に曝されると、活性ラジカルが失活し、患部に照射されるプラズマの活性ラジカルの濃度が、治療に適した濃度でなくなる虞がある。このような場合には、適切な治療を担保できない。また、プラズマの失活により、治療効果が低下する。
　このようなことに鑑みて、プラズマ照射装置１０では、患部にプラズマが照射される際に、プラズマとともに、不活性ガスも噴出される。詳しくは、不活性ガス供給装置７２から不活性ガスが、冷却装置７４を介して、屈曲部７８に供給される。この際、不活性ガス供給装置７２から供給された不活性ガスが、冷却装置７４により冷却される。これにより、冷却された不活性ガスが、屈曲部７８を介して、円筒部７６の内部に供給される。円筒部７６の屈曲部７８が配設されている側の端面は塞がれているため、円筒部７６に供給された処理ガスは、その端面と反対側の端面に向かって流れる。この際、不活性ガスは、円筒部７６の内周面と円筒部３０の外周面との間を流れる。そして、円筒部７６の屈曲部７８が配設された側の端面と反対側の端面の開口（以下、「不活性ガス噴出口」と記載する場合がある）から、不活性ガスが噴出される。
　不活性ガスは、円筒部７６の内周面と円筒部３０の外周面との間から噴出されるため、不活性ガス噴出口から噴出された不活性ガスは、円筒形状となる。この際、円筒形状に噴出された不活性ガスの内部を貫くように、プラズマが噴出される。つまり、噴出されたプラズマの外周を覆うように、不活性ガスが噴出される。このため、噴出されたプラズマが不活性ガスによりシールドされ、プラズマを、空気に曝すことなく、患部に照射することが可能となる。これにより、適正な濃度のプラズマを患部に照射することが可能となり、効果的な治療を行うことが可能となる。また、プラズマの失活を防ぐことで、効果的な治療を行うことが可能となる。
　なお、プラズマと空気とを確実に遮断するべく、不活性ガスが不活性ガス噴出口から噴出された後に、プラズマがプラズマ噴出口から噴出される。つまり、まず、不活性ガス供給装置７２から不活性ガスが供給され、不活性ガス噴出口から、不活性ガスが噴出される。そして、不活性ガスが不活性ガス噴出口から噴出された後に、処理ガス供給装置２８から処理ガスが供給され、１対の電極２２，２４に電圧が印加される。このため、プラズマ噴出口からプラズマが噴出される前に、プラズマ噴出口を覆うように、円筒形状の不活性ガスが噴出され、その円筒形状の不活性ガスの内部に、プラズマが噴出される。これにより、プラズマ噴出口から噴出されたプラズマを、確実に空気と遮断することが可能となる。
　さらに言えば、不活性ガス噴出口から噴出される不活性ガスの噴出速度は、プラズマガス噴出口から噴出されるプラズマの噴出速度より速くされており、不活性ガスの拡散が防止されている。詳しくは、所定の速度で流れる気体（以下、「第１気体」と記載する）と、その所定の速度より速い速度で流れる気体（以下、「第２気体」と記載する）とが、同じ方向に流されると、第１気体と第２気体との間に生じる摩擦力によって、第２気体が第１気体に向かって流れる。このため、不活性ガスの噴出速度をプラズマの噴出速度より速くすることで、図６に示すように、不活性ガス噴出口（本体部７０の内周面と円筒部３０の内周面との間）から噴出される不活性ガス（第２気体）は、プラズマ噴出口（円筒部３０の内部）から噴出されるプラズマ（第１気体）に向かって流れる。このため、不活性ガスがプラズマに向かって収束され、不活性ガスの拡散が防止される。これにより、不活性ガスの拡散によるプラズマのシールドの綻びを防止することが可能となる。なお、プラズマの噴出速度及び、不活性ガスの噴出速度は、処理ガス供給装置２８及び不活性ガス供給装置７２によるガスの供給量の調整により、調整される。
　また、プラズマ噴出口から噴出されるプラズマは、高圧電流の放電によって高温となる虞があるが、噴出されたプラズマをシールドする不活性ガスは、冷却されている。これにより、プラズマ噴出口から噴出されたプラズマの温度を低下させ、高温度のプラズマの患部への照射を防止することが可能となる。
　なお、プラズマの波長は、真空紫外線領域の波長であるため、目視により確認することができない。このため、患部にプラズマを適切に照射できない虞がある。このようなことに鑑みて、プラズマ照射装置１０には、レーザ照射装置１４が設けられており、レーザ照射装置１４によって照射されたレーザ光によって、プラズマの照射位置を確認することが可能となっている。
　詳しくは、レーザ照射装置１４は、上述したように、プラズマ噴出装置１２の円筒部３０の端面に連結されており、円筒部３０の軸方向にレーザ光を照射する。つまり、レーザ照射装置１４は、プラズマの噴出方向と同軸的に、レーザ光を照射する。また、レーザ光は、直進性があり、平行光である。このため、レーザ照射装置１４から照射されたレーザ光は、円筒部３０内を通過して、円筒部３０のプラズマ噴出口から、プラズマの噴出方向と同軸的に照射される。これにより、図３に示すように、レーザ光はプラズマが照射されている個所に照射される。レーザ光は、可視領域の高周波の赤色レーザであるため、治療者は、レーザ光を目視にて確認しながら、被処理体６８にプラズマを適切に照射することが可能となる。
　ただし、プラズマ照射の対象となる被処理体６８と、プラズマ照射装置１０とが離れすぎると、プラズマが被処理体６８に届き難くなり、プラズマ治療の効果が低下する虞がある。一方、被処理体６８とプラズマ照射装置１０とが接近しすぎると、プラズマが高温である場合には、好ましくない。つまり、被処理体６８にプラズマが照射される際には、プラズマ照射装置１０と被処理体６８との間の距離（以下、「被処理体離間距離」と記載する場合がある）を適正化することが望まれている。このため、プラズマ照射装置１０では、プラズマの照射位置を確認するためのレーザ光を利用して、被処理体離間距離が演算される。
　詳しくは、プラズマ照射装置１０には、受光素子２１が設けられており、図３に示すように、レーザ照射装置１４から被処理体６８に向かって照射されたレーザ光が反射し、その反射光が受光素子２１により受光される。また、レーザ照射装置１４から照射されるレーザ光は、ＡＭ（amplitude modulationの略）変調されており、ＡＭ変調されたレーザ光では、時間の経過に伴って振幅が変更される。このため、レーザ照射装置１４から照射されたレーザ光の波と、受光素子２１により受光されたレーザ光の波との間に位相差が生じ、その位相差が、コントローラ８０において演算される。この位相差は、レーザ光の照射距離、つまり、レーザ照射装置１４から被処理体６８に向かって照射され、被処理体６８により反射し、受光素子２１により受光された光が進んだ距離（以下、「レーザ照射距離」と記載する場合がある）に比例する。
　なお、レーザ照射装置１４と反射鏡６９との間の距離と、反射鏡６９と受光素子２１との間の距離とは、同じとされている。このため、レーザ照射距離は、２×Ｌ０となり、コントローラ８０が、位相差に基づいて、レーザ照射距離（２×Ｌ０）を演算する。また、円筒部３０の長さ寸法Ｌ２が、コントローラ８０に記憶されている。このため、レーザ照射距離（２×Ｌ０）の半分から円筒部３０の長さ寸法（Ｌ２）を減じることで、円筒部３０のプラズマ噴出口と被処理体６８との間の距離Ｌ１、つまり、被処理体離間距離が演算される。
　コントローラ８０において、被処理体離間距離が演算されると、その被処理体離間距離が、予め設定された設定範囲内であるか否かが判断される。そして、演算された被処理体離間距離が設定範囲内である場合には、コントローラ８０は表示ランプ８８を緑色に点灯させ、演算された被処理体離間距離が設定範囲外である場合には、コントローラ８０は表示ランプ８８を赤色に点灯させる。なお、設定範囲は、入力装置（図示省略）により、作業者が任意の値を入力することが可能である。このため、作業者が、プラズマ治療に好適な範囲の距離を、設定距離として入力しておくことで、適切なプラズマ治療を担保することが可能となる。つまり、治療者は、表示ランプ８８が、常に、緑色に点灯するように、プラズマ照射装置１０を患部、つまり、被処理体６８に接近させ、被処理体６８にプラズマ照射することで、適切なプラズマ治療を担保することが可能となる。
　このように、プラズマ照射装置１０では、プラズマの照射位置がレーザ光により確認することが可能となっている。また、プラズマの照射位置を確認するためのレーザ光を利用して被処理体離間距離が演算され、その被処理体離間距離が適正であるか否かが、治療者に報知される。これにより、治療者は、プラズマの照射位置および、プラズマの照射距離を確認しながら治療を行うことが可能となり、適切なプラズマ治療が担保される。
　また、プラズマの照射位置を確認するためのレーザ光を利用することで、コストの増大を抑制することが可能となる。さらに言えば、レーザ光は、上述したように、プラズマの照射軸と同軸的に照射されており、そのレーザ光の照射距離に基づいて、被処理体離間距離が演算される。このため、演算される被処理体離間距離は、プラズマの照射距離と一致するため、正確なプラズマの照射距離を演算することが可能となる。
　なお、制御装置１８のコントローラ８０は、図５に示すように、演算部１００と、表示制御部１０２とを有している。演算部１００は、被処理体離間距離を演算するための機能部である。表示制御部１０２は、演算された被処理体離間距離に基づいて、表示ランプ８８を点灯させ、被処理体離間距離を治療者に報知するための機能部である。
　ちなみに、プラズマ照射装置１０は、医療用プラズマ発生装置の一例である。プラズマ噴出装置１２は、プラズマ噴出装置の一例である。レーザ照射装置１４は、光照射装置の一例である。不活性ガス噴出装置１６は、不活性ガス噴出装置の一例である。受光素子２１は、受光部の一例である。円筒部３０は、インナーハウジングの一例である。冷却装置７４は、冷却装置の一例である。円筒部７６は、アウターハウジングの一例である。演算部１００は、演算装置の一例である。
　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、演算された被処理体離間距離が設定範囲内であるか否かを、表示ランプ８８を用いて、治療者に報知しているが、演算された被処理体離間距離の数値を表示することで、報知してもよく、また、被処理体離間距離の数値を音声により報知してもよい。
　また、上記実施例では、被処理体離間距離が、レーザ照射装置１４により照射されたレーザ光と、受光素子２１により受光されたレーザ光との位相差を利用して演算されているが、レーザ照射装置１４によるレーザ光の照射タイミングと、受光素子２１によるレーザ光の受光タイミングとのタイムラグを利用して、被処理体離間距離を演算してもよい。具体的には、レーザ照射装置１４は、予め設定されたパルス幅のレーザ光を照射し、その照射時間を記憶する。また、受光素子２１は、反射光を受光すると、その受光時間を記憶する。そして、照射時間と受光時間との差が、タイムラグΔｔとして演算され、タイムラグΔｔを利用して、下記式に従って、レーザ照射距離（２×Ｌ０）が演算される。
　　２×Ｌ０＝ｃ×Δｔ
なお、ｃは光の速度である。そして、レーザ照射距離（２×Ｌ０）が演算されると、上記手法と同様に、被処理体離間距離Ｌ１が演算される。
　また、上記実施例では、被処理体６８に照射される光としてレーザ光が採用されているが、可視光であれば、種々の光を採用することが可能である。ただし、プラズマの照射位置を適切に確認するとともに、反射光により被処理体離間距離を適切に演算するべく、直進性，収束性に優れた光、所謂、平行光を採用することが好ましい。
　１０：プラズマ照射装置（医療用プラズマ発生装置）　　１２：プラズマ噴出装置　　１４：レーザ照射装置（光照射装置）　　１６：不活性ガス噴出装置　　２１：受光素子（受光部）　　３０：円筒部（インナーハウジング）　　７４：冷却装置　　７６：円筒部（アウターハウジング）　　１００：演算部（演算装置）

Claims (6)

  1. 　プラズマを噴出するプラズマ噴出装置と、
    　前記プラズマ噴出装置により噴出されたプラズマの外周を覆うように、不活性ガスを噴出する不活性ガス噴出装置と
    　を備えることを特徴とする医療用プラズマ発生装置。
  2. 　前記医療用プラズマ発生装置が、
    　筒状のアウターハウジングと、
    　前記アウターハウジングの内寸より小さな外寸とされ、前記アウターハウジングの内部に挿入される筒状のインナーハウジングと
    　を備え、
    　前記プラズマ噴出装置は、
    　前記インナーハウジングの内部からプラズマを噴出し、
    　前記不活性ガス噴出装置は、
    　前記アウターハウジングの内周面と前記インナーハウジングの外周面との間から不活性ガスを噴出することを特徴とする請求項１に記載の医療用プラズマ発生装置。
  3. 　前記不活性ガス噴出装置は、
    　不活性ガスを冷却する冷却装置を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の医療用プラズマ発生装置。
  4. 　前記医療用プラズマ発生装置は、
    　前記プラズマ噴出装置により噴出されるプラズマの噴出方向に向かって光を照射することで、プラズマ照射される被処理体に光を照射する光照射装置と、
    　前記光照射装置から照射された光が前記被処理体により反射した反射光を受光する受光部と、
    　前記受光部により受光された反射光に基づいて、前記医療用プラズマ発生装置と前記被処理体との間の距離を演算する演算装置と
    　を備える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つに記載の医療用プラズマ発生装置。
  5. 　前記受光部が、
    　前記光照射装置から照射された光の照射軸と同軸的に反射した反射光を受光することを特徴とする請求項４に記載の医療用プラズマ発生装置。
  6. 　プラズマを噴出するプラズマ噴出装置と、前記プラズマ噴出装置により噴出されたプラズマの外周を覆うように、不活性ガスを噴出する不活性ガス噴出装置とを備える医療用プラズマ発生装置によって、被処理体にプラズマを照射するプラズマ照射方法であって、
    　前記プラズマ照射方法は、
    　前記不活性ガス噴出装置によって不活性ガスを噴出する不活性ガス噴出工程と、
    　前記不活性ガス噴出工程において不活性ガスが噴出された後に、前記プラズマ噴出装置によってプラズマを噴出するプラズマ噴出工程と
    　を含むことを特徴とするプラズマ照射方法。
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