JP6096928B2

JP6096928B2 - 放電洗浄器装置及び方法

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Publication number: JP6096928B2
Application number: JP2015549369A
Authority: JP
Inventors: ギルバートフレゴソ; ブラッドヘッカーマン; ユバールチャールズアブニエル
Original assignee: American Eagle Instruments Inc
Current assignee: American Eagle Instruments Inc
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-09-20
Also published as: EP2931175B1; EP3763326C0; EP2931175A1; EP3763326A1; EP3763326B1; JP2016501099A; CA2895034A1; CA2895034C; WO2014099064A1; EP2931175A4

Description

本発明は、洗浄及び消毒を目的として放電によって形成される音波を利用する装置及び方法に関する。

関連出願の相互参照

本出願は、２０１２年１２月１７日に提出された「ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＤＩＳＣＨＡＲＧＥＩＲＲＩＧＡＴＯＲＡＰＰＡＲＡＴＵＳＡＮＤＭＥＴＨＯＤ」というタイトルが付けられたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ１２／７００８０号の一部継続であり、これは、２０１２年９月１１日に提出された米国仮出願第６１／６９９，５６８号の利益を主張する。本出願は、これら両方の出願に対して優先権を主張し、これらの出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

細菌及び微生物などの異物は、歯の健康に対するリスクをもたらす。このような異物は、根管（ｃａｎａｌ）や歯の構造の到達しにくい他の領域に侵入し、歯の健康を損なう恐れがある。患者の歯内の健康に対する最大のリスクの１つをもたらすものは、このような異物の持続性によって生じる感染である。

有害な根管の内容物を除去するための治療、したがって感染のリスクを抑えるための治療は、例えば摘出などの侵襲的な治療から、はるかに侵襲性が低いが、常に有効であるわけではない洗浄まで及ぶ。洗浄には、抗菌性の溶液を利用して根管を洗い流すことが含まれる。今日の洗浄溶液には、流体を根管内へと移動させるために揚力、変位及び／又は重力ポンプの利用、超音波先端部の変動する速度での利用、例えばやすりなどの機械的な器具の利用、流体を噴射するための正圧（例えば皮下注射の利用）及び流体を除去するための負圧の利用並びにこれらの技術の組み合わせが含まれる。

機械的な器具のみでは、根管を消毒することはできないことを研究が証明している。これは、機械的な手段は、歯の中の全ての表面に到達しこれと物理的に接触することができないことから歯根尖のリボン形状及び楕円形の根管を含めた根管の壁の大きな面積を機械的に清浄することができないため、このような領域にいる微生物が生き延びる可能性があることがその理由である。洗浄溶液は一般に、このような微生物を撲滅させる必要があり、多様な化学物質がこの目的に使用されてきた。

理想的には、洗浄剤は細菌を消滅させ、壊死した組織を溶解し、根管を滑らかにし、スミア層を除去し、かつ健康な組織を刺激しない。目下のところ、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）及びエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を含む溶液が歯科医に好まれている。ＮａＯＣｌ溶液は通常、１％〜３％の濃度で使用され、組織を溶解し、消毒する（細菌を除去する）一方で、ＥＤＴＡはスミア層を除去する。洗浄処置において、ＮａＯＣｌを最初に使用して組織を溶解し消毒し、ＥＤＴＡが処置の終わりに導入されてスミア層を除去する。ＥＤＴＡを適用した後に、別のＮａＯＣｌ又は別の不活性溶液でさらに洗い流す。

抽出よりは確実に侵襲性が低いが洗浄にもその欠点がある。まず、洗浄には有効であることがわかっているＮａＯＣｌ、ＥＤＴＡ及び他の溶液は、他の漂白剤を含んだ苛性アルカリ溶液であり、これは、適用される際、口及び周辺構造を著しく刺激する可能性がある。適用する際、このような溶液が根管の先端に、すなわち神経が骨にぶつかる根管の端部に穴をあけるリスクがある。このようなことが起こった場合、その結果は患者にとって大変痛みを伴うものであり、患者は、少なくとも２日、時には２ヶ月もの長期にわたってかなりの痛みの処置をされる、すなわち痛み止めの処方をされることになってしまう。第２に、現在の洗浄技術は５％までの失敗率を伴い、これはしばしば、処置が根管系において感染した全ての神経組織を除去し損なうことで残存する細菌が生き残ってしまうためである。第３に、洗浄溶液は、それらが適用される時のみ有効である。患者がＮａＯＣｌ及び／又はＥＤＴＡによって治療された後、この溶液は外に流れ出てしまい、治療が完了した後に好ましい残存する効果は存在しない。よって到達しにくい根管に残ったままの何らかの細菌が、無期限に残ったままになり、感染につながる可能性がある。

口や周辺構造に損傷及び／又は痛みを生じさせることなく、未解決の利点を生み出すような方法で到達しにくい歯の根管ですら効果的に洗浄するための方法及び装置に対する要望がある。

本発明の一実施形態の一態様は、第１の電圧を生成するための電源と、前記電源に結合され、第１の電圧を第２の電圧に変換する回路と、前記回路から第２の電圧を受け取る放電コンデンサと、放電コンデンサに結合され第２の電圧を受け取る、トランジスタと制御された整流器の少なくとも一方と、トランジスタと制御された整流器の少なくとも一方に結合された出力先端部とを備える放電洗浄デバイスである。出力先端部は、第１端部及び第２端部と、それらの間に延びる長手方向軸と、トランジスタと制御された整流器の少なくとも一方から電荷を受け取り放電を放つように構成された出力先端部の内部空間に位置する電極と、出力先端部の外側の面である大地帰路とを備える。電極と大地帰路との間にある空間は導電性媒体を有し、導電性媒体が電極及び大地帰路と接触することで放電を生成する大地帰路とを備える。

本発明の一実施形態の一態様は、第１端部及び第２端部と、それらの間に延びる長手方向軸と、電源から電荷を受け取るように出力先端部の内部空間に位置する電極と、出力先端部の外側の面である大地帰路であって、電極と大地帰路の間に導電性媒体が配置され、電極及び大地帰路が導電性媒体と接触する大地帰路とを備える出力先端部である。出力先端部はまた、少なくとも１つの穿孔を含む絶縁層を含み、絶縁層は電極と大地帰路の一方に結合される。大地帰路は少なくとも１つの穿孔を介して電気的に結合され放電を引き起こす。先端部はまた、出力先端部の外側の面を貫通するように延在する少なくとも１つの排出口とを備える。

本発明の一実施形態の一態様は、放電洗浄デバイスを利用する方法であって、第１の電圧を生成するための電源と、前記電源に結合され、第１の電圧を第２の電圧に変換する回路と、回路から第２の電圧を受け取るための放電コンデンサと、放電コンデンサに結合され第２の電圧を受け取る、トランジスタと制御された整流器の少なくとも一方と、トランジスタと制御された整流器の少なくとも一方に結合された出力先端部とを備える放電洗浄デバイスを実現するステップを備える。出力先端部は、第１端部及び第２端部と、それらの間に延びる長手方向軸と、トランジスタと制御された整流器の少なくとも一方から電荷を受け取り放電を放つように構成された出力先端部の内部空間に位置する電極と、出力先端部の外側の面である大地帰路とを備える。電極と大地帰路との間の空間は第１の導電性媒体を有し、第１の導電性媒体は電極及び大地帰路と接触することで放電を生じさせる大地帰路とを備える。方法はまた、デバイスの出力先端部を第２の導電性媒体の中に位置決めするステップと、デバイスにあるトリガを連動させることで放電を制御するステップとを備える。

本発明の目的は、口及び周辺構造に損傷及び／又は痛みを生じさせずに、毒素、細菌及び微生物を含めた異性因子を消滅させ、壊死した組織を溶解及び除去し、根管を滑らかにし、スミア層を除去することである。

本発明の別の目的は、漂白剤又は他の化学剤の望ましくない副作用がない状態で特定の液体を洗浄に利用することであり、その一方で望ましい抗菌及び他の口の健康に関する利点を達成することである。

本発明の別の目的は、利用する際、洗浄処置が完了した後、患者に残存する抗菌作用を提供する洗浄のための方法及び装置を提供することである。

本発明の別の目的は、米国歯科協会（ＡＤＡ）ガイドラインに準拠した適切な根管処置のための歯の根管の清浄、洗浄を実現することである。

本発明の別の目的は、歯周病及びインプラント周囲炎の両方に関連した処置において歯周ポケットを洗浄することである。

本発明のさらなる目的は、根管又は歯周ポケット内にＵＶ光源を設けることでバイオレメディエーション、歯科処置のその地点における、かつ新たな手法の操作のオペレータに対するリアルタイムのフィードバックとして光を提供することである。

本発明の一実施形態は、洗浄治療において、放電を生成し、異性因子を消滅させることを含め歯の根管及び他の構造を洗浄するキャビテーション及びキャビテーション副産物並びに／あるいはプラズマ、音波衝撃波及びＵＶ放射を形成し、また以下の、ＵＶ光、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３Ｏ、Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｏ_３（オゾン）、Ｏ、ＨＯ_２、電子、正又は負イオン、反応性の化学基、ヒドロキシル基、超酸化物、ナノ粒子及び／又は他の既知の抗病原体剤、抗化学汚染物質剤、化学反応剤のうちの１つ又は複数を導入し、これらがデバイスの利用を中止した後も異性因子と戦うように作用する手持ち式の洗浄デバイスである。

本発明の一実施形態は、筐体と、低圧電源と、これに限定するものではないがタイミング回路を含めた低電圧を高電流電圧に変換する手段と、これに限定するものではないが直接噴射されるパルスを生成するＭＯＳＦＥＴハイサイド及びローサイドを含めた高電圧スパイクを生成する手段と、高圧点火器スイッチ及び／又はエアギャップスイッチとを備えることで、エネルギーが本実施形態の先端部に及び／又はその外側に埋め込まれた１つ又は複数の電極により完全に放電することを可能にする。本発明の一実施形態は、放電する前にエネルギーを蓄積するためのコンデンサを利用する。スパークギャップを利用しない本発明の一実施形態では、高インピーダンス状態の変圧器が、高電圧スパイク及び電流を出力することで、プラズマ形成、キャビテーション及び音響衝撃波を生じさせる。

本方法及び装置の一実施形態の先端部は、これに限定するものではないが銀、銅、ステンレス鋼及び／又は鉄を含めた生物学的に不活性な材料から成る電極を利用し、これらは細菌に対して毒性を有し、抗病原体として作用する。本発明の別の実施形態における電極は、セラミックベースの電極、炭素ベースの電極及び他の導電性材料を含む場合がある。電極及び大地帰路によって形成されるナノ粒子が根管内の細菌及び異物と戦う。ナノ粒子はまた、電極及び／又は他の作用面に対するコーティング、分散剤及び他の作用面の導入によって形成することができる。作用面は、キャビテーションが生成したマイクロジェットと接することで、上記に述べたナノ相の粒子を形成する面である。

本装置及び方法の一実施形態は、装置の一実施形態において電極からの放電を利用して歯の構造を洗浄する、すなわち口及び周辺構造に損傷及び／又は痛みを生じさせずに、毒物、細菌、ウイルス及び微生物を含めた異性因子を消滅させ、壊死した組織を溶解し、根管を滑らかにし、スメア層を除去する一方で、このような異性因子に対して残存する抵抗を与える。本装置の一実施形態において電極からのスパーク放電を利用することで洗浄流体中に「衝撃波」を形成し、この衝撃波がその前面に大きな勾配を有するために、洗浄流体中に生じた圧力差が細菌の膜を破壊し、大抵の場合それらを壊滅させる、又は弱らせる。当業者はまた、このような衝撃波は、それらが圧縮及び希薄化の両方を引き起こすため、圧縮波とみなす場合もある。このような波は効果を生むために細菌性の対象物に直接当たる必要がないため、波の作用は、到達するのが難しい根管及び歯の構造に侵入することができる。本装置の実施形態によって生じる波には、圧力波、圧縮波、音波及び／又は衝撃波が含まれる。

本方法及び装置の一実施形態を利用して形成される放電柱は、紫外線（ＵＶ）放射の供給源であり、これは洗浄流体中の水分子によって及び／又は他の導電性媒体によって吸収される際、ＵＶ光、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３Ｏ、Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｏ_３（オゾン）、Ｏ、ＨＯ_２、電子、正又は負イオン、反応性の化学基、ヒドロキシル基、超酸化物、ナノ粒子及び／又は他の既知の抗病原体剤、抗化学汚染物質剤、化学反応剤を生成し、これらが微生物及びまた一部の有機化合物を破壊する。キャビテーション及び／又はプラズマ形成並びに放出を制御することによる本発明の一実施形態の放電は付加的に水和電子、ナノ粒子及び陽イオン（種々の実施形態において利用される金属電極からの）を散布し、これらは、洗浄処置が終了した後も異性因子に対して殺菌及び抗菌作用を継続する。

本発明の一実施形態は、組織改変及び除去において上記に述べた装置の機能を利用することで、口の中以外の解剖学的構造に関連する体内での医療処置を完璧なものにする。本発明の実施形態は、組織の除去及び組織の切除を含めた処置に対して利用することができる。

本発明の実施形態の利点は、キャビテーションプロセス及びキャビテーション生成物形成及びその後の利用を制御することである。例えば記載されるデバイス及び方法によって可能になる様々な電力供給スキーム、これに限定するものではないが電子機器の相違を含めた電力供給スキーム利用することによって、装置及び方法は、キャビテーションを管理するパラメータを制御することができる。キャビテーションのパラメータを制御することによって、装置及び方法の実施形態は、様々な程度が制御された電力供給、洗浄及び／又は活性種の形成などを実現する。液体におけるキャビテーションは、圧力の急速な変化の結果としての空隙又は泡の形成、成長及び内破である。キャビテーションは、大量のエネルギーを集中させ、この種のエネルギーを別のエネルギーに変換する独自の能力を有する。キャビテーションの商業的な用途は、最も一般的に産業上の清浄用途に関連しており、この場合、空洞を形成する泡を利用して粒子と基板の接着力に打ち勝ち、汚染物質を放ち、それらを清浄した面から移動させ、その結果液体ベースの清浄技術となる。キャビテーションは、プラズマの形成を担っているが、プラズマはまた電荷によっても直接形成される。

本発明の実施形態の利点は、プラズマの形成及びその後の利用を制御することである。プラズマは、放電並びに、キャビテーションが起こるデバイスの実施形態ではキャビテーションの生成物を介してデバイスによって形成される。よってキャビテーションを制御する場合と同様に、これに限定するものではないが電子機器の相違を含めた記載した本装置及び方法によって可能になる様々な電力供給スキームを利用することによって、本装置及び方法は、プラズマ形成を管理するパラメータを制御することができる。プラズマ形成及び放出のパラメータを制御することによって、本装置及び方法の実施形態は、様々な程度が制御された電力供給、洗浄及び／又は活性種の形成などを実現する。よって装置の実施形態及びその利用法に応じて、所与の実施形態は、キャビテーション生成物及びプロセス並びに／あるいはプラズマを形成することができる。

空洞を形成する泡は、結果として作用媒体における種々の圧力の管理された領域となる短いパルスの電流を印加することによって液体を急速に過熱することによって生成される。キャビテーション泡の形成の閾値エネルギーは、電極に隣接する（この場合、隣接は、電気パルスからエネルギーを受けるのに必要な近さとして定義される）極小の薄い水の層を１００℃まで加熱するのに必要なエネルギーとして推定することができる。このエネルギーは、電極の半径、加えられる電力の特性及び空洞が形成される媒体によって確定される。キャビテーションの際、各々の泡は、狭いパルスの光子（ソノルミネッセンス）を放出し、関連するマイクロジェットを形成する。

本発明の実施形態は、液体中にキャビテーションを形成し、これを管理するのに利用され、このキャビテーションは、望ましくない物体を処理し破壊するように機能する。

本発明の一実施形態において、細菌などの汚染物質を撲滅するために装置の一実施形態において電極からの放電を利用する結果には、これに限定するものではないが細菌及び微生物の細胞を機械的に破壊し、これらの細胞を化学的かつ永久的に変化させることでそれらが通常の生化学的活動を止め、細胞の遺伝系を不可逆的に変化させることを含むことが含まれてよい。汚染物質によって被る細胞の損傷には、これに限定するものではないが細胞の中身を放出せずに細胞壁を破ること、細胞の壁及び細胞の中身を分散させ細胞のＤＮＡ構造に損傷を与えることが含まれる。

本方法の一実施形態は、方法の目的に応じて非研磨性又は研磨性の洗浄剤のいずれかであり得る洗浄剤を利用する。本方法で利用される洗浄剤には、これに限定するものではないが食塩水、水、グルタルアルデヒド、ナノ粒子分散物、過酸化水素及び／又は任意の抗生物質及び／又は殺菌溶液が含まれる。

本発明の一実施形態は、背景技術のセクションで考察した現行のＮａＯＣｌ及びＥＤＴＡプロトコルと併せて利用される。

本発明の一実施形態は、超音波エネルギーを利用してバイオフィルム（細菌のコロニー）を破壊してバイオフィルムを除去し、細菌を破壊する超音波先端部を利用する。本発明の一実施形態において、超音波パルスは１〜９９Ｈｚの速度で対象領域に提供されバイオフィルムを機械的に除去し細菌を破壊する。この用途で利用される先端部は、先端部を冷却し、キャビテーション媒体を促進させる導電性媒体を提供し、水によって歯周ポケットを洗い流し、先に記載したようにその後の殺菌反応のためにナノ粒子種を提供するために水を供給する外側及び／又は内側水ラインシステムを備える。この洗い流す作用が、先端部の機械的作用がバイオフィルム内で破壊した細菌の領域及び歯の構造からの歯石を清浄し、この領域を生物学的に改善する。

本発明の実施形態は、圧電／磁歪スカラー及び／又はウォーターピックにおける超音波治療において利用される。このような実施形態では、ハンドピースの外側及び／又はハンドピース内の貯蔵槽が、これに限定するものではないが誘導性流体を含む導電性媒体内に放電を生成する電極を含む。本発明の一実施形態において、電極はデバイスの先端部に埋め込まれる。水及び／又は流体などの導電性媒体は、この電極によって処理され、それが放電事象を受けた後、患者の口の中に投与され、この放電事象には、これに限定するものではないがキャビテーション、衝撃波の形成、活性化された粒子／イオンの形成が含まれる。適用される処理に応じて異なる放電計画が望ましく、これにはコロナ及びアーク放電事象が含まれる。

本発明の実施形態は、歯周病並びにインプラント周囲炎のための治療に関連して歯周ポケットの洗浄に利用される。

本発明の実施形態の一態様の図である。

本発明の一実施形態の態様の図である。

本発明の一実施形態の一態様の図である。

本発明の一実施形態のワークフローの図である。

本発明の一実施形態の一態様の図である。

本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。

本発明の一実施形態の一態様の図である。

本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。

本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。本発明の一実施形態の一態様の図である。

発明の詳細な説明

本発明の装置及び方法は放電を利用して振動する圧力を形成することで特定の媒体から望ましくない物体を撲滅する。本発明の実施形態は、歯内治療並びに歯周病及びインプラント周囲炎の治療を含めた歯周治療において洗浄システムとして利用される。このような歯科洗浄システムには、これに限定するものではないが圧電／磁歪スカラーのための洗浄システム、歯のくぼみ（例えば根管又は歯周又は歯内領域）を清浄しバイオフィルムを除去するための洗浄システム、歯を清浄するためのウォーターピック洗浄システム、歯周ポケットを洗い流すための洗浄システム及び／又は傷を消毒するための外科手術用洗浄システムが含まれる。本発明の一部の実施形態は、例えば歯内用途における歯の根管では、デバイスの外にある液体に直接パルス放出するが、その一方で本発明の一部の実施形態は、例えば圧電／磁歪スカラー及び／又はウォーターピックでは、１つ又は複数の内側の貯蔵槽が中に含まれ、そこで使用される液体及び／又は水は、それが治療領域に放出される前に事前処理される（事前にパルス放出される）。

歯内処置に利用される本発明の一実施形態は、電極を備えた管を備えることで、このような処置の多くにおいて所望される音波、キャビテーション関連の副生成物及び／又はプラズマを生じさせる放電を出力し、利用される実施形態は、スパーク放電として装置の一実施形態の先端部を貫通する電気パルスを放出する。

本出願を通して、用語「先端部」及び「出力先端」は、本発明の実施形態の一態様を記載するために相互に入れ替え可能に使用される。

電気パルスは、先端部が浸される液体を攪拌し、毒素、細菌及び微生物を含む異性因子を消滅させる音波、衝撃波、キャビテーション、プラズマ、ソノルミネッセンス、マイクロジェット及びその他の放出を引き起こし、壊死した組織を溶解し、根管を滑らかにし、スミア層を除去する一方で、治療中と治療後の両方に抗菌及び殺菌の利点を提供する。よって本発明の一実施形態を利用して、細菌及び他の感染因子を照射し、ＡＤＡガイドラインに従って適切な根管処置のための歯の根管の清浄及び洗浄を行うことができる。

本発明の一実施形態は、圧電／磁歪スカラーとして使用される。後により詳細に考察するように、圧電／磁歪スカラーとして利用される本発明の一実施形態は、超音波エネルギーを利用してバイオフィルム（細菌のコロニー）を破壊してバイオフィルムを除去し細菌を崩壊させる超音波先端部を利用する。本発明の一実施形態において、超音波パルスは、およそ１−９９Ｈｚの特定の速度でミリジュールからマイクロジュールの範囲に及ぶ電力設定において１００−５００マイクロ秒のパルス持続期間で標的領域内に提供され、機械的にバイオフィルムを除去し、細菌を崩壊させる。この用途で利用される先端部は、先端部を冷却し、放電のための媒体を提供し、水で歯周ポケットを洗い流すために水を供給する外側及び／又は内側の水ラインシステムを備える。この洗い流す作用が、先端部の機械的作用が歯の構造内で分断した及び／又は歯の構造から破砕した細菌の領域を清浄する。

圧電／磁歪実施形態の一態様において、電流がパルス放出される水及び／又は流体は基本的に、それが先端部に供給する水ラインへと進む前に装置の内側の１つ又は複数の「保持チャンバ」内で事前処理される。この場合、先端部が使用される際、この処理済みの水がポケットを洗い流し、単に水又は穏やかな化学薬剤と水を使用する現行の方法と比べて長期間の保護及びより優れた病原体の消滅を実現する。現行の産業標準の治療は、本方法の実施形態とは対照的に、殺菌作用を有するが、それは実際にポケットを洗い流す間のみである。この作用は持続しない。圧電／磁歪実施形態の一態様において、この殺菌作用は、ポケットを洗い流した後も継続する。この用途で利用される液体には、これに限定するものではないが２％のグルタルアルデヒド溶液が含まれる。本発明の実施形態において、この用途で利用される液体は、グルタルアルデヒド、過酸化水素水などの一般に知られた殺菌溶液である場合もあり、そうでない場合もある。内部貯蔵槽内の水／液体の事前処理は、使用される実施形態において歯周の傷の箇所を清浄するのにも使用される。このようなタイプの用途は、図１０においてより詳細に考察される。

歯内用途に戻ると、本発明の一実施形態は、放電を生成し、洗浄治療において、歯の根管及び他の構造を洗浄する洗浄剤及びＵＶ放射において音響衝撃波を形成し、また以下の、ＵＶ光、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３Ｏ、Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｏ_３（オゾン）、Ｏ、ＨＯ_２、電子、正又は負イオン、反応性の化学基、ヒドロキシル基、超酸化物、ナノ粒子及び／又は他の既知の抗病原体剤、抗化学汚染物質剤、化学反応剤のうちの１つ又は複数を導入し、これらはデバイスの利用を中断した後も異性因子と戦うように作用する。本発明の別の実施形態は、手持ち式とは対照的に設置型又は卓上式モデルである。

本装置の手持ち式の型の一実施形態は、例えば歯内治療に利用され、装置を把持し操作するのに使用されるハンドルと、多様な電気構成要素が収容される本体と、１つ又は複数の電極及び大地帰路を収容し、装置内の１つ又は複数の回路によって生成される音波を利用して選択された領域を洗浄するために患者の口の中で導電性液体中に差し込まれる先端部とで構成される。装置の先端部の一実施形態は、可撓性の材料で構成されことで、歯の根管内の深いところにそれを位置決めすることができる。可撓性の材料から成る先端部の一実施形態を利用することは先端部の位置決めを助けるが、当業者は、記載される結果は、可撓性ではない、すなわち剛性の材料から成る先端部でも同様に達成可能であることを認識するであろう。

装置の一実施形態は、低電圧電源と、以下でより詳細に考察される装置の内部回路とを含み、これは最初の低電圧電力を高電圧電力に変換し、この高電圧電力が先端部が浸される液体に電流をパルス放出する。本方法及び装置の一実施形態の先端部は、生物学的に不活性な材料で構成された電極を利用しており、これに限定するものではないが細菌に対して毒性を有し抗病原体として作用する銀、銅、ステンレス鋼及び／又は鉄（フェライト）が含まれる。本発明の別の実施形態における電極は、セラミックベースの電極、炭素ベースの電極及び他の導電性材料を含む場合がある。電極によって形成されたナノ粒子及び／又は作用面が、根管内の細菌及び他の異物と戦う。

本発明の一実施形態において、放電自体が、洗浄治療中と治療後の両方で異性因子を破壊するため、利用される洗浄剤は、その独自の殺菌性又は抗菌性を有する必要がない。例えばＮａＯＣｌ及びＥＤＴＡがこの方法と併せて使用される場合があるが、食塩水及び水溶液もまたこの方法と共に効果的に使用される。一般に、洗浄プロトコルで利用される抗菌及び／又は殺菌流体は、誘電性の液体が放電を伝達しそれらが使用中にその効力を高めることができるため、このような装置及び方法と適合可能である。かかるに水は導電性であるため、それは本方法及び装置と共に十分に作用する。

図１〜２及び図４〜５Ｂの実施形態では、装置の電源は装置のハンドル内に位置しており、回路は本体内にあるが、当業者は、このような配置は、装置の人間工学性を操作する又は改善することが望まれる際、改変することができることを認識するであろう。本発明の別の実施形態は、流動電源を利用する場合もある。

本装置の一実施形態の先端部における１つ又は複数の電極からの放電の利用は、洗浄流体中に「衝撃波」を形成し、これはその前面に大きな勾配を有するため、洗浄流体中に生じた圧力差が細菌膜を損傷させ、及び／又はそれらを破壊する。この波は、所与の半径において有効であるため、根管及び到達するのが困難な歯の構造に侵入し、それらを効果的に洗浄する。

放電はパルス放射される衝撃波を形成し、この衝撃波は、汚染物質を細胞レベルで損傷させる。このようなパルスは、細菌及び微生物細胞を機械的に破壊し、化学的かつ永久的に細胞を変化させることでそれらは通常の生物学的な活動を止め、及び／又は細胞の遺伝系を不可逆的に変化させる。汚染物質によって被る細胞の損傷には、これに限定するものではないが細胞の内容物を放出せずに細胞壁を破ること、及び細胞壁及び細胞の内容物を分散させること、すなわちＤＮＡ破壊が含まれる。

先端部のこの実施形態は付加的にＵＶ放射を放出し、これは洗浄流体中の水分子、過酸化水素、及び考察される他の媒体及び／又は洗浄流体によって様々な度合いで吸収される際、オゾン、Ｈ_２Ｏ_２及びＯＨ基を生成し、これらが微生物及びまた一部の有機化合物を破壊する。本発明の一実施形態の放電は付加的に、水和電子、ナノ粒子及び陽イオン及び／又は陰イオン（種々の実施形態において利用される金属電極から）を散布し、これらは洗浄処置が完了した後も異性因子に対して殺菌及び抗菌作用を継続する。先端部の実施形態は、以下のＵＶ放射、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３Ｏ、Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｏ_３（オゾン）、Ｏ、ＨＯ_２、電子、正又は負イオン、反応性の化学基、ヒドロキシル基、超酸化物、ナノ粒子及び／又は他の既知の抗病原体剤、抗化学汚染物質剤、化学反応剤のうちの１つ又は複数を放出する。

本発明の実施形態の１つの利点は、それらが汚染物質に対して効果的であり、さらに相対的に短い期間にわたって比較的低い電力環境を利用し、高レベルの効率を達成することができる点である。特に低い電力環境を使用する本発明の実施形態によって駆動回路の小型化及び電力要件の簡素化が可能になる。例えば、本発明の一実施形態は、２５秒から５分間で２０Ｈｚの間で、すなわち２６マイクロジュール〜４ジュールのエネルギーで選択された媒体から異性因子を撲滅する。本発明の一部の実施形態は、先の例より少なくとも３等級低い電力要件を利用する、すなわちジュールの代わりにマイクロモジュールを利用する。このような環境は、装置の使用及び装置の実施形態による一例であり、電極環境及び治療の期間は変化する。

図１及び図１Ａは、本装置１００，１８００の一実施形態を描いている。簡素化するために、これら実施形態の要素は、ブラックボックスとして描かれている。当業者は、それぞれの説明から構成要素を認識するであろう。また、これより後の図面、例えば図２は、個々の構成要素の視覚的な外観に関するより詳細な図面を提供している。

図１及び図１Ａの実施形態において、電源、すなわち蓄電池１０１，１８０１が、ハンドピース筐体（描かれていない）内に収容されている。図１では中心電極１１５、大地帰路電極１１６及び下部電極組立体１１７が、先端部内に又は先端部に配置されており、この下部電極組立体１１７が先端部の一部が沈められる液体と接触することで液体中に音波を形成する。図１Ａにおいて、高電圧放電中心電極１８１５、高電圧放電接地電極１８１６及び下部大地帰路電極組立体１８１７が、先端部内に又は先端部に配置されており、この下部大地帰路電極組立体１８１７が先端部の一部が沈められる液体と接触することで液体中に音波を形成する。図６〜図６Ｆを参照して後に説明するように、先端部は正極及び負極並びに／あるいは大地帰路を収容する。先端部のこの実施形態における電極の間隔は、先端部の機能の一因となり得る。例えば異なる実施形態は、放電特性（電力、時間及び電力曲線の形状）と、放電を認める流体を含めた導電性媒体と、電極／接地組立体の表面積との間に均衡を与える。

まず、図１を参照すると、筐体（描かれていない）は、電子回路及び他の壊れやすい電気充電式の要素を取り囲んでいる。本発明のいくつかの実施形態において、筐体は、装置が操作者のむき出しの手又は最小限に保護された手に保持されるので電気を伝えない材料でできている。筐体を形成するのに使用される材料には、これに限定するものではないがプラスチック、木、ガラス繊維、金属及び／又は複合材料が含まれる。本発明の一実施形態におけるプラスチック筐体の利用は、製造コストの削減を表している。本発明の別の実施形態では、筐体は導電性であり、大地帰路として機能する。筐体は、筐体の内側の蓄電池区画（描かれていない）内に蓄電池１０１を交換しやすくするための開口を含む。筐体はまた、清掃しやすく、１つ又は複数の蓄電池１０１を交換しやすくするように成型され、かつ操作者によって保持され操作されるように人間工学的に設計される。

当業者は、１つ又は複数の蓄電池１０１が単にこのようなデバイスのための多くの電源選択肢の１つであることを理解するであろう。例えば、本発明の別の実施形態は、電源として太陽電池を利用する。図１において、１つ又は複数の蓄電池１０１は、本実施形態のその後の構成要素によって、後により高い電圧に変換される低電圧電源として機能する。この装置の実施形態において利用される蓄電池１０１には、これに限定するものではないがイオンリチウム電池などのリチウム電池が含まれる。本発明の一部の実施形態において、リチウム電池は、それらが高い電流と、迅速な充電時間を有することが理由で利用されている。付加的にリチウムイオン電池は、そのサイズにしては高いエネルギー貯蔵密度を有し、これは、装置が小さくなるほど、操作者がそれを利用しやすくなるため本発明の実施形態において有利である。付加的にリチウムイオン電池は、そのサイズにしては高いエネルギー密度を有するため、メモリ問題がなく、迅速に充電することができるため電流を効率的に放出する。当業者は、リチウム及びリチウムイオン電池は本発明の一部の実施形態に適合可能であるが、本装置の実施形態によって利用される電源の一例にすぎないことを理解するであろう。

低電圧電源を利用し、後に低電圧電源を高電圧電源に変換することによって、例えば蓄電池などの容易に利用可能な電源を利用するといった利点を提供する。記載される実施形態は、低電圧電源をデバイスによって利用される高電圧に変換するための構成要素を含む。しかしながら当業者は、本発明の別の実施形態は、利用される電源に応じて、これに限定するものではないがキャビテーションプロセス、キャビテーション生成物、ＵＶ光、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３Ｏ、Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｏ_３（オゾン）、Ｏ、ＨＯ_２、電子、正又は負イオン、反応性の化学基、ヒドロキシル基、超酸化物、ナノ粒子及び／又は他の既知の抗病原体剤、抗化学汚染物質剤、化学反応剤を含めた所望されるものを形成する際に利用できる特定の電圧を達成する及び／又は維持する目的で、一貫した電圧を維持する及び／又は電源によって提供された電圧を下げるように構成され得ることを理解するであろう。

蓄電池以外の低電圧電源が別の実施形態と併せて使用される。例えば卓上式の本発明の別の実施形態は、電線を利用してハンドピースを電源及びボックスに接続する。この実施形態は、標準的な電源コードを利用して、これに限定するものではないが１１０Ｖから２２０ａｃ５０／６０Ｈｚを含めた電力を供給する。本発明の種々の実施形態は、ＡＣ、ＤＣ及び／又は他の電流並びに世界中で使用される電力を利用するように構成される。

蓄電池区画及び筐体によって、１つ又は複数の蓄電池１０１を交換しやすくすることが可能になる。したがって電源のメンテナンスが簡素化される。蓄電池区画に収容され装置に電力を与える１つ及び／又は複数の蓄電池１０１には、これに限定するものではないが０．８ｖｄｃ〜３０ｖｄｃ、及び／又は３〜７ボルト蓄電池が含まれる。

ＤＣ低電圧調整器１０２が内部の蓄電池区画を備えた筐体に結合され、これは装置のこの実施形態において電子構成要素及び集積回路における機能を調整する。低電圧調整器１０２には、金属−酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）１１０に動力を提供するＤＣ電圧スイッチング集積回路（ＩＣ）駆動装置１０３、及び０．８ｖｄｃ〜３０ｖｄｃ及び／又は３から７ボルトの蓄電池入力をこれに限定するものではないが１８０ｖｄｃ〜３００ｖｄｃを含めたバス電圧に変換する高電圧スイッチング変圧器１０４が結合される。高電圧スイッチング変圧器１０４は、これに限定するものではないが高周波数フェライト磁心変圧器が含まれる。

この実施形態において、フェライト磁心変圧器は、それが高い周波数を有し、小型であり、極めて効率的であり、高い電流を扱うことができるために利用されている。サイズが小さいことは、デバイスの手持ち式の実施形態において人間工学的に有利である。高い電流の許容性により、フェライト磁心変圧器が、フォトフラッシュ蓄積コンデンサなどの高電圧放電蓄積コンデンサフィルタ１０７を迅速に充電することが可能になる。装置内に生成される音響パルスは高速かつ反復的であるため、よってその作動において迅速な充電が望ましい。本発明の別の実施形態は、フェライト磁心変圧器に関して挙げられる１つ又は複数の利点を有する種々の変圧器を利用する。本発明の別の実施形態は、同様の電気特性を有する種々のコンデンサを利用する。

本実施形態において、変換後の３００ｖｄｃ電圧が、液体溶液中で音響衝撃波を推進させ、これが、歯内治療における洗浄を含めた洗浄に利用される所望される音響効果を生み出す。本発明の別の実施形態は、例えば蓄電池などの電源からの低い電圧をより高い電圧の電力に、例えば２５０ｖｄｃ〜５００ｖｄｃの電力に変換する。本発明の別の実施形態は、１８０ｖｄｃ〜２５０ｖｄｃまで電圧を変換する。電圧の大きさは、関連する実施形態の用途に応じて変化する。

ブリッジ整流器１０５が、高電圧スイッチング変圧器１０４に結合され、高電圧スイッチング変圧器１０４のＡＣ出力を変換する。その後高電圧フィルタインダクタ１０６が、高電圧放電蓄積コンデンサフィルタが適切に作動するようにＡＣリップル電流を取り除く。

本発明の一実施形態において、フォトフラッシュ蓄積コンデンサが、高電圧放電蓄積コンデンサフィルタ１０７として使用されるが、これはフォトフラッシュ蓄積コンデンサが低インピーダンスを有し、過熱したり故障したりせずに、すなわちその電気特性に損傷を招くことなく複数の反復する放電に耐えることが可能であるためである。別の実施形態は、低インピーダンスを有する異なる高電圧エネルギー蓄積コンデンサ及び／又はコンデンサバンクを利用する。当業者は、上記に挙げた特性を有する他のコンデンサがフォトフラッシュ蓄積コンデンサに勝ることを理解するであろう。本発明の実施形態は、このような特性を有する１つ又は複数のコンデンサを利用する場合がある。複数のコンデンサが利用される場合、それらは同一である又は異なる種類の場合がある。単一のコンデンサを利用する本発明の実施形態は、これに限定するものではないが小型化し易い、ノイズが抑えられる及び設計が簡素化されることを含めた利点を提供する。

高電圧放電蓄積コンデンサフィルタ１０７が高放電負荷インダクタ１０８に結合されることで、高放電負荷インダクタ１０８が、高い放電電流の下で低インピーダンスから高インピーダンスに飽和し、これにより回路のスイッチング出力部を隔絶する。

このような隔絶が達成された後、高電圧放電点火器コンデンサ１０９が全てのエネルギーを高電圧放電点火器変圧器１１４へと放出し、一部の実施形態では高電圧パルス、あるいは他の実施形態ではより低電圧のパルス、例えば２５０Ｖ未満のパルスを含み得るパルスを発生させ、これを利用して液体を攪拌し洗浄及び消毒に利用される音波を形成する。この実施形態において、ＭＯＳＦＥＴ１１０は電圧放電点火器コンデンサ１０９を高電圧放電点火器変圧器１１４へと放電させる。本発明の別の実施形態は追加のトランジスタを利用し、これに限定するものではないがシリコン制御整流器（ＳＣＲ）トランジスタが含まれる。

ＭＯＳＦＥＴ１１０の作用は、マイクロコントローラデバイス１１８によって制御される。ＭＯＳＦＥＴ１１０の作用に加えて、マイクロコントローラデバイス１１８は、装置のこの実施形態における機能を制御し、これに限定するものではないが周期時間、サイクル時間（Ｈｚ）及び回路の出力部の電流が含まれる。パルス時間は、蓄積されたエネルギーの１つの機能であり、これは本実施形態ではマイクロ秒で表示される。マイクロコントローラデバイス１１８を利用して電流を設定することによって、電池残量が本実施形態において温存される。

高電圧放電点火器コンデンサ１０９によってエネルギーが放出されると、高電圧放電点火器変圧器１１４は高電圧パルスを形成する。高電圧パルスが、エアスパークギャップと液体溶液を分断することで、高電圧放電点火器コンデンサ１０９は、全てのそのエネルギーを放出することができる。高電圧放電点火器変圧器１１４は、高電圧ブロックコンデンサ１１３によって隔絶される。上記に述べたように、高電圧放電点火器変圧器１１４は、低インピーダンスデバイスであり、高電圧放電蓄積フィルタ１０７内に放電され蓄積される高い電流によって損傷を受ける。図１の実施形態は、電気ギャップとしてスパークギャップを含むが、本発明の別の実施形態はこの構成要素を利用しない。

本実施形態において、スパークギャップ１１２は、高電圧スイッチとして機能する。スパークギャップ１１２は、高電圧電源及び高電圧放電蓄積フィルタ１０７内に蓄積されたエネルギーを隔絶する。装置の先端部が浸される液体溶液は、誘電性であるため、スパークギャップ１１２なしで液体中で行われる充電は、回路の出力部に負荷をかける。本実施形態では、スパークギャップ１１２によって、高電圧出力部が完全に充電することで高い電流の放出を達成することが可能になる。高電圧放電点火器変圧器１１４によって形成される高電圧パルスが、エアスパークギャップと液体溶液を分断し、高電圧放電点火器コンデンサ１０９がその全てのエネルギーを放出することを可能にし、このスパークギャップ１１２を高電圧スイッチにする。

装置の先端部は、随意選択で交換可能であり、図６〜図６Ｆを参照してより詳細に考察する。しかしながらこの先端部の構成要素は図１において描かれている。

図１を参照すると、先端部は、本発明の一実施形態において高電圧放電正極である中心電極１１５と、本発明の一実施形態において高電圧放電負極である大地帰路電極１１６と、発射室（描かれていない）を備える下部電極組立体１１７とを含む。中心電極１１５は、先端部の一部の実施形態におけるその位置によりそのように呼ばれており、先端部に埋め込まれており、大地帰路電極１１６は、先端部の外側に位置しており、これに限定するものではないが先端部の外側の覆い上に位置している。先端部の下部において、先端部にある電極を取り囲む導電性の筐体（描かれていない）と、先端部の中にある絶縁体（描かれていない）の両方にある穴によって液体溶液が発射室（描かれていない）へと進入することが可能になる。発射室は、下部電極組立体１１７を含む。これは、放電が行われる場所である。先端部にある下部電極組立体１１７が液体中に置かれることで、液体を攪拌し、目標とする領域の洗浄に利用される音波を形成する。

本発明の一実施形態において、中心電極１１５は負極であり、大地帰路電極１１６は正極である。パルスを生成するために異なる電荷を有する中心電極と帰路電極があるという条件で電極の電荷は変化する。装置は、中心電極１１５と、大地帰路電極１１６とを利用して放電を形成するが、これらは図６を参照してより詳細に考察される。

上記で述べたマイクロコントローラデバイス１１８には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１１９が結合され、ユーザが装置を正確に利用するのを助ける。この実施形態はプログラム可能であるため、ＬＣＤ１１９は選択された環境をユーザに表示する。

本発明の別の実施形態は、異なるディスプレイを利用し、一部の実施形態は、ディスプレイはユーザフレンドリーであるが、装置のコストに影響を及ぼす可能性があるためディスプレイを利用しない。マイクロコントローラデバイス１１８に結合された開始／停止スイッチ１２０が装置を開始させ停止させる。第２のスイッチ、すなわち周期サイクルパルス時間選択スイッチ１２１によってユーザが周期時間及びサイクル時間を選択することが可能になる。本発明の別の実施形態において、ＬＣＤディスプレイ１１９、又は代替のディスプレイは、開始／停止スイッチ１２０及び周期サイクルパルス時間選択スイッチ１２１と同じ機能を含む開始／停止及び／又は選択制御装置を備えたタッチスクリーンと一体化される。またマイクロコントローラ１１８には、プログラム可能な電流制御トリムポット１２２が結合され、これはマイクロコントローラデバイス１１８とＤＣ電圧スイッチングＩＣ駆動装置１０３を接続するのに使用される。

図１を参照して考察したように、本発明の別の実施形態はスパークギャップを利用しない。図１Ａは、この構成要素を利用しない一実施形態の一例である。

図１Ａを参照すると、筐体（描かれていない）が、電子回路及び他の壊れやすい帯電製品を取り囲んでいる。本発明の一部の実施形態において、筐体は、オペレータの裸の又は最小限に保護された手の中に保持されるため電気を伝えない材料で作成される。図１の実施形態でのように、筐体を形成するのに使用される材料には、これに限定するものではないがプラスチック、木、ガラス繊維、金属及び／又は複合材料が含まれ、筐体は、筐体の内側の蓄電池区画（描かれていない）内に蓄電池１８０１を交換し易くするための開口を含む。当業者は、１つ又は複数の蓄電池１８０１はこのデバイスのための多くの電源オプションの１つにすぎないことを認識するであろう。本装置の実施形態で利用される蓄電池１８０１には、これに限定するものではないがリチウムイオン電池などのリチウム電池が含まれる。本発明の一部の実施形態において、リチウム電池は、高い電流と、迅速な充電時間を有することから利用される。装置に電力を供給するために蓄電池区画内に収容される１つ又は複数の蓄電池１０１には、これに限定するものではないが０．８ｖｄｃ〜３０ｖｄｃの電圧範囲を有する電池が含まれる。

図１Ａを参照すると、蓄電池１８０１からの電圧は低電圧調整器１８０２へ流れ、この調整器が電圧を全ての集積回路及びマイクロプロセッサに対して調整する。スイッチングＩＣ駆動装置１８０３が蓄電池１８０１から調整されない電圧を受け取り、スイッチングＩＣ駆動装置１８０３が高電圧スイッチング変圧器１８０４と連動してＡＣ電圧をＤＣブリッジ整流器１８０５へと送りブリッジ整流器がＡＣ高電圧をＤＣに変換する。このＤＣ高電圧は、インダクタ１８０６を通って流れ、インダクタがいかなるリップル電流も取り除く。インダクタ１８０６を通過した後、電圧は高電圧フィルタコンデンサ１８０７（このコンデンサもまた高電圧蓄積バンクである）へと流れ、高電圧放電コンデンサを迅速に充填する。

高電圧フィルタコンデンサ１８０７は次に高電圧放電負荷インダクタ１８０８へと流れ、このインダクダは本発明の一実施形態において飽和式インダクタである。電圧はその後高電圧放電負荷インダクタ１８０８から高電圧放電コンデンサ１８０９へと流れ、この高電圧放電コンデンサは、ハイサイドローサイド金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）１８１０ｂに接続される（ＭＯＳＦＥＴは一般に、この呼び名は重複しているにも関わらずＭＯＳＦＥＴトランジスタと呼ばれる）。

マイクロコントローラデバイス１８１８は、これに限定するものではないが開始と停止、処理時間、サイクル時間、Ｈｚ周波数及びパルス時間を含めた機能を制御する。マイクロコントローラデバイス１８１８はまた、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１８１９及びプログラム可能なトリムポット１８２２も制御する。この実施形態において、ＬＣＤ１８１９は、ユーザが装置を正確に利用するのを助ける。この実施形態はプログラム可能であるため、ＬＣＤ１８１９は選択された環境をユーザに対して表示する。図１Ａの１つ又は複数の態様を採用する本発明の別の実施形態は、様々なディスプレイを利用し、ディスプレイはユーザフレンドリーであるが、装置のコストに影響を与える場合があるためディスプレイを利用しないものもある。この実施形態では、プログラム可能なトリムポット１８２２はバス電圧を制御する。

図１Ａに戻ると、この実施形態では、マイクロコントローラ１８１８が、ハイサイド及びローサイドＭＯＳＦＥＴ駆動装置１８１０ａに信号を送信し、このＭＯＳＦＥＴ駆動装置は、ハイサイド及びローサイドＭＯＳＦＥＴトランジスタ１８１０ｂに接続されている。そしてハイサイドＭＯＳＦＥＴトランジスタ１８１０ｂは、高電圧放電コンデンサ１８０９に接続される。

上記に述べたように、高電圧放電中心電極１８１５、高電圧放電接地電極１８１６及び下部大地帰路電極組立体１８１７は、この実施形態の先端部を構成する。理解し易くするために、高電圧放電中心電極１８１５、高電圧放電接地電極１８１６及び下部大地帰路電極組立体１８１７は、先端部組立体としてひとまとめに呼ぶことにする。

図１Ａに戻ると、高電圧放電中心電極１８１５は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ１８１０ｂのハイサイドに結合される。高電圧放電コンデンサ１８０９内に蓄積された高電圧が、マイクロコントローラデバイス１８１８のコマンドで高電圧放電中心電極１８１５に送られる。この信号が送信される際、高電圧ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１８１０ｂが電気を伝え、電流／電圧が高電圧放電中心電極１８１５へと下方に流れる。電圧は高電圧放電中心電極１８１５へと下方に流れ、そこで例えば誘電性溶液などの導電性の溶液と接触する。電流はこの液体溶液中を流れ、高電圧放電大地帰路電極１８１６及び下部大地帰路電極組立体１８１７を通る回路経路を完成させる。

本発明の一実施形態では、下部大地帰路電極組立体１８１７によって液体溶液が組立体の底部における排出口（描かれない）を通って発射室に侵入することが可能になる。先端部組立体が誘電性の液体溶液中に浸される際、回路は、高電圧放電中心電極１８１５を通る高電圧パルスを送り、高電圧電流が液体溶液中を流れ、液体溶液中に放電を生じさせる。このような放電によって、キャビテーション衝撃波が生じ、回路経路を完成させる。

図１Ａの実施形態において、ハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴ１８１０ｂは、高電圧放電コンデンサ１８０９からの電流／電圧を高電圧放電中心電極１８１５へと下方に伝える役割を担っている。これらの機能には、電子信号の増幅及び／又は切り換え作業の１つ又は複数が伴う。この実施形態におけるハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴの利用は、この機能を果たすために利用され得る電気構成要素の一例である。当業者は、同様の機能を達成するために、追加の電気構成要素が１つ又は複数のハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴの代わりをする、及び／又は１つ又は複数のハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴと組み合わされることもあることを認識するであろう。ハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴ１８１０ｂに属する機能を実行するために本発明の種々の実施形態に含まれる電気構成要素には、これに限定するものではないが絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）、バイポーラトランジスタ（ＮＰＮ及びＰＮＰを含む）及びダーリントントランジスタが含まれる。

等価な機能を達成する代替の構成要素の代わりに、本発明の実施形態におけるハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴを利用することで、特定の有利な電気特性をデバイスの構造に取り込むことができる。ＭＯＳＦＥＴを利用する利点には、これに限定するものではないがロスを制限すること（ＭＯＳＦＥＴは、等価な機能と備えた構成要素と比べてそれほどロスが大きくない）及び低インピーダンスの構成要素を提供することが含まれる。

図１Ａに戻ると、当業者によって認識されるように、図１Ａと同等の実施形態において１つ又は複数のハイサイド及びローサイドＭＯＳＦＥＴ１８１０ａの代わりに、あるいはそれと併せて、高電圧放電コンデンサ１８０９から電流／電圧を高電圧放電中心電極１８１５へと下方に伝えるのに利用される電気構成要素は、ハイサイド及びローサイドＭＯＳＦＥＴ駆動装置１８１０ａの代わりに代替の駆動装置を利用する場合がある。

図２は、装置２００の別の実施形態である。図１の実施形態と同様に、図２はスパークギャップを利用する。図２は、装置の形状及び人間工学的な設計を反映するように設計されている。この実施形態は手持ち式であるためハンドピース筐体２０１は掴みやすく、装置の実施形態はユーザによって容易に操作される。装置２００の一端には、交換可能な先端部２１０があり、この実施形態は図６〜図６Ｆを参照してさらに考察される。

図１の実施形態と同様に図２のハンドピース筐体２０１は、例えばプラスチックなどの非導電性材料で成型されており、ハンドピース筐体２０１はまた、清掃しやすく、中の蓄電池２０２を容易に交換できるように成型されている。本発明の別の実施形態において、筐体は導電性であり、大地帰路として機能する。プラスチックを利用する実施形態、すなわち非導電性の筐体は製造コストを抑えることができる。

この実施形態では蓄電池２０２のための２つの区画が、非制限的な例として示されている。選択される蓄電池によって、装置によって生成される音響パルスを実現するために使用される数は変化する。本実施形態において利用される蓄電池２０２には、これに限定するものではないが０．８ｖｄｃ〜３０ｖｄｃ電池、及び／又は１８０ｖｄｃ３〜７ボルト電池が含まれる。蓄電池２０２の低い電圧は、図１の実施形態でのようにこの実施形態において追加の構成要素によって後に増大され、例えば歯内洗浄において利用される音響作用を生む音響衝撃波を液体溶液中で駆動する。

蓄電池２０２は、電力接地２０４を備えた低電圧ＤＣ電源２０５を充電する。タイミング回路２０６が低電圧ＤＣ電源２０５から入力を取得し、また開始／停止スイッチ２０３から入力を取得する。ユーザによる開始／停止スイッチ２０３の作動が、装置が動作可能であるかどうかを制御する。このタイミング回路２０６は、高電圧点火器スイッチ回路２０９に電力を供給する。装置２００のこの実施形態において、開始／停止スイッチ２０３は実施形態の作動を制御する。

この実施形態２００において、高電圧点火器スイッチ回路２０９がスパークギャップスイッチ２０８に結合される。スパークギャップスイッチ２０８には高電圧ＤＣ電源２０７も結合される。低電圧ＤＣ電源２０５はタイミング回路２０６に入力し、これが高電圧ＤＣ電源２０７に入力する。

図１Ａと同様に、図２Ａの実施形態は、スパークギャップ又は点火器を利用しない。しかしながら図１Ａの実施形態と同様に、図２Ａのハンドピース筐体２０１は、プラスチックなどの非導電性材料で成型され、ハンドピース筐体２０１はまた、清掃し易く、中の蓄電池２０２を交換し易くすることができるように成型される。本発明の別の実施形態では、筐体は導電性であり、大地帰路として機能する。プラスチックを利用する実施形態、すなわち非導電性の筐体は、製造コストを下げることができる。

図２Ａに戻ると、この実施形態における蓄電池２０２のための２つの区画は非制限的な例として示される。選択される蓄電池によって、装置によって生成される音響パルスを達成する（及びキャビテーションを制御する）のに使用される数は変化する。この実施形態において利用される蓄電池２０２には、これに限定するものではないが０．８ｖｄｃ〜３０ｖｄｃの蓄電池及び／又は１８０ｖｄｃ３〜７ボルトの蓄電池が含まれる。本発明の種々の実施形態において、蓄電池はリチウムであり、電圧の範囲は、３．６Ｖ〜７．４Ｖである。蓄電池２０２の低電圧は、実施形態において追加の構成要素によって後に拡大され、図１Ａの実施形態でのように、例えば歯内洗浄で利用される音響作用を生む音響衝撃波を液体溶液中に推し進める。

図２Ａの実施形態において、蓄電池２０２は、電圧及び電流を出力して回路を作動させる。電圧が蓄電池２０２から低電圧電源２０４へと流れ、この低電圧電源が電力を全ての集積回路及びタイミング回路２０６に対して調整する。電圧は低電圧電源２０４から高電圧電源２０７へと進み、この高電圧電源が蓄電池２０２からの電圧を高電圧に変換する。例えば本発明の種々の実施形態において、電圧は全ての１６０ボルトのＤＣから３００ボルトＤＣの高さに、又はこれより高い高さに変換させることができる。

図２Ａの実施形態において、タイミング回路２０６はマイクロコントローラデバイスである。ＬＣＤディスプレイ又は代替のディスプレイを利用する実施形態では、タイミング回路２０６がこのディスプレイを制御する。図２Ａの実施形態では、タイミング回路２０６は、開始停止スイッチ２０３、周期時間、サイクル時間、パルス幅時間を制御し、この実施形態で利用される場合、開始停止スイッチ２０３はまた、バス電圧を制御する電子トリムポットを制御する。

高電圧放電コンデンサ２０８は、これに限定するものではないがハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴを含めたトランジスタ又は制御された整流器２０９に接続され、高電圧放電コンデンサ２０８が電力をジュールで出力する。ハイトランジスタ又は制御された整流器（例えばハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴ及び駆動回路）２０９は、タイミング回路２０６によって制御される。理解し易くするために、図２Ａでは、トランジスタ又は制御された整流器は、単一の要素で描かれるが、本発明の実施形態では、この要素が、これに限定するものではないがハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴ及び駆動回路を含む場合がある。トランジスタ又は制御された整流器２０９において、タイミング回路２０６は、トランジスタ又は制御された整流器を制御する。ハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴ及びＭＯＳＦＥＴ駆動装置を利用する実施形態では、タイミング回路２０６が駆動回路を制御し、この駆動回路はＭＯＳＦＥＴに接続される。タイミング回路２０６がデバイスに信号を送信する際、高電圧放電コンデンサ２０８は、エネルギーを先端部組立体に出力する。エネルギーは、交換式の先端部２１０において放出され、これが交換式の先端部２１０が少なくとも部分的に沈められる液体中に音響衝撃波を形成する。

当業者は、本発明の別の実施形態において、ハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴ及び駆動回路が１つ又は複数のハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴとして及び／又はそれと組み合わせて利用される実施形態において、追加の電気構成要素が１つ又は複数のハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴに置換えられることで、高電圧放電コンデンサ２０８から交換式の先端部２１０へと電力を供給する場合もあることを認識するであろう。このような機能を実行するために本発明の種々の実施形態に含まれる電気構成要素には、これに限定するものではないがトランジスタ、制御された整流器、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）、バイポーラトランジスタ（ＮＰＮ及びＰＮＰを含む）及びダーリントントランジスタが含まれる。

図３は、図１及び図５の実施形態のように点火器を利用する本発明の一態様の全体のワークフロー３００である。図３を通して、簡素化するために図２の要素が参照される。しかしながら図２は、装置の一実施形態にすぎない。ワークフロー３００は装置の別の実施形態にも適用可能である。図３の後に考察される図３Ａは、スパークギャップ及び／又は点火器を利用しない図１Ａの実施形態などの実施形態に関するワークフローである。

図３を参照すると、１つ又は複数の蓄電池２０２が、電圧及び電流を供給して回路を作動する（３１０）。図２では手持ち式デバイスに適合するのに十分に小さい低電圧ＤＣ電源２０５及びタイミング回路４２０が低電圧を高電流／電圧に変換する（３２０）。高電圧点火器スイッチ回路２０９が、電流が低い極めて鋭い高電圧スパイクを生成する（３３０）。高電圧スパイクはこの構成要素を利用する一実施形態においてエアギャップスイッチ２０８を切断する（３４０）、及び／又はＭＯＳＦＥＴハイサイド及びローサイドを直接利用して投入される。スパークがエアギャップを埋める際、この隙間は導電性になり、それによって蓄積された全てのエネルギーを完全に放出することが可能になる（３５０）。本発明の種々の実施形態において、このエネルギーは図１における高電圧コンデンサ１０９のようなコンデンサに蓄積される。

蓄積されたエネルギーが放出される際、装置２１０先端部の先端部は液体溶液中にあり、先端部２１０を貫通して進むエネルギーが液体中に音響衝撃波を形成する（３６０）。波がひとたび形成されると、工程は蓄電池２０２が継続して電圧を回路に供給するので繰り返される（３１０）。

本発明の一実施形態において、図３（及び図１について説明される）において実現される放電は、細菌などの異性因子と戦うためにただ単に音波を出力するだけではない。（３５０）における放電は、上記に挙げた音響衝撃波、液体媒体中のキャビテーション、ＵＶ照射、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、ナノ粒子及び正又は負イオン（図６で後に考察される、先端部において金属電極を利用する本発明の実施形態の）を出力する。この実施形態は、以下のＵＶ照射、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３Ｏ、Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｏ_３（オゾン）、Ｏ、ＨＯ_２、電子、正又は負イオン、反応性の化学基、ヒドロキシル基、超酸化物、ナノ粒子及び／又は他の既知の抗病原体剤、抗化学汚染物質剤、化学反応剤の１つ又は複数を出力することができる。

図３Ａは、図１Ａ及び図２Ａと同様の回路を利用する、すなわち点火器もスパークギャップもない本発明の一実施形態の一例のワークフローである。このワークフローでは、本発明の一実施形態において、蓄電池（又は代替の電源）が電圧及び電流を出力し回路を作動させる（３１０）。回路は蓄電池からの低電圧をより高い電圧に変換する（３２０）。このときより高くなったこの電圧がコンデンサに送られ（３３０）、コンデンサからハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴへと送られる（３４０）。ＭＯＳＦＥＴハイサイドにスイッチが入り、エネルギーが先端部において放出されると（３５０）、先端部が液体中に音響衝撃波を形成する（３６０）。

本発明の一実施形態において、図３Ａにおいて（及び図１Ａを参照して記載した）達成される放電は、例えば細菌などの異性因子と戦う単なる音波を出力するだけではない。（３５０）における放電は、上記に挙げた音響衝撃波、液体媒体中のキャビテーション、ＵＶ照射、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３Ｏ、Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｏ_３（オゾン）、Ｏ、ＨＯ_２、電子、正又は負イオン（図６で後に考察される、先端部において金属電極を利用する本発明の実施形態の）、反応性の化学基、ヒドロキシル基、超酸化物、ナノ粒子及び／又は他の既知の抗病原体剤、抗化学汚染物質剤、化学反応剤を出力する。

本装置の実施形態の先端部における電極によって生成される放電は、高圧である衝撃波を形成するため、その圧力差によって細菌の膜を損傷させる。この圧力差による細菌に対する破壊作用は、より高速の放電によって及び／又は破壊される細胞に対する音波に対してさらに強力に実現される。

本発明の一実施形態において、衝撃波は、奇妙な形状にされたものを含め極めて小さい副根管の洗浄と合わさった主根管の洗浄を達成する特定の圧力で微小な副根管を通過するように洗浄剤を押しやる。本発明の一実施形態を利用することによって、副根管が根管から離れるように生じたために副根管が歯から離れる場合、放電が副根管すぐそばであるように先端部を位置決めすることができ、副根管に直接入るように洗浄剤を推し進めることができる。本発明の一実施形態において、図６でさらに考察する先端部にある電極は、それが根管内を下方に進むことができる、及び／又は近接して配置することができるように小さいものである。

本デバイスの実施形態の先端部の１つ又は複数の実施形態を空気中及び／又は空気／水の境界面に向けて放電することは、いくつかの利点を提供する可能性がある。本発明の実施形態において、そのチャンバ内に導電性溶液を有する先端部を空気中に放電させることができ、結果として、例えばイオン化などの空気に対する明確な浄化効果となる場合がある。後に考察するように、空気及び水（又は他の導電性の液体）が出会う地点に放出される先端部の一実施形態はまた、誘電性流体中への完全な放出に関連して考察される１つ又は複数の利点を提供する。本発明の実施形態において、空気中の湿気は、放電を行う助けをする場合がある。

ＯＨ及びＨ_２Ｏ_２に加えて、放電の他の生成物には、これに限定するものではないがＨ＊、Ｏ＊及びＯ_３（オゾン）が含まれ、これらはＯＨ及びＨ_２Ｏ_２と共に酸化剤として作用する。このような放電の電場は、複数種の微生物に対して致命的である。付加的にＨ_２Ｏ_２及びＯ_３は、遊離基へと分離し、これらの遊離基が有機化合物を酸化させる。ＯＨ＊もまた有機化合物を酸化させる。これらの粒子は、洗浄剤の表面より上及び下の両方で有機化合物を酸化させる。

ＵＶ照射もまた、洗浄剤中の有機化合物を酸化させる。よってこれらの酸化剤と衝撃波の組み合わせは、洗浄剤を滅菌するように機能する。

ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２及び水和電子が消散した後、すなわちわずか数日後、電極の腐食によって生成されたナノ粒子及び金属の陽イオンが引き続き抗菌性の利益を提供する。本発明の一実施形態において、電極の腐食は、記載した装置の一実施形態をより低いエネルギーレベルで稼働させることによって抑えられる。腐食が低下することによって、広範囲の種々の材料システム、すなわちより細かく測定された（より薄い）電極から生成されるシステムの利用が可能になり、キャビテーションが生成した腐食によってそれ自体を破壊することのない作用システムを提供する。上記に述べたように、本発明の実施形態の利用は、以下のＵＶ照射、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３Ｏ、Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｏ_３（オゾン）、Ｏ、ＨＯ_２，電子、正又は負イオン（図６で後に考察される、先端部において金属電極を利用する本発明の実施形態の）、反応性の化学基、ヒドロキシル基、超酸化物、ナノ粒子及び／又は他の既知の抗病原体剤、抗化学汚染物質剤、化学反応剤を生成することができる。

ナノ粒子が細菌を破壊する１つの方法は、細菌に侵入し、細菌にとって毒性のイオンを放出することによるものである。ナノ粒子が細菌に近接する際、毒性イオンの誘導された流れが現れ、これが殺菌効果を生む。よってこのような協働して残存する殺菌作用は、ナノ粒子及びそれらによって放出される陽イオン／陰イオンの作用によって少なくとも一部が達成される。金属のナノ粒子及び陽イオン／陰イオンの残存する作用は、これに限定するものではないが数ヶ月を含めた一定の期間にわたって実現される。

本発明の実施形態は、ＮａＯＣｌ及びＥＤＴＡプロトコルと合わせた場合と、それらなしでの場合の両方で使用することで、神経及び感染した歯の材質を全て除去し、スメア層を清浄し細菌又は病原体を消滅させることができる。ＮａＯＣｌ及びＥＤＴＡプロトコルと併せて使用する場合、本装置及び方法は、このプロトコルの後に残った細菌及び病原体を消滅させ、プロトコルによって実現されない残存効果を与えることになる。プロトコルなしで使用する場合、本装置及び方法は、体内に生物学的毒物を取り込まずに記載された機能を提供することができる。使用することができる洗浄剤には、これに限定するものではないが食塩水、過酸化水素、グルタルアルデヒド及び／又は抗生物質及び／又は殺菌溶液が含まれる。

図５は、本装置の一実施形態において利用される回路の一実施形態を描いている。この装置は、図３のワークフロー３００を実践する。図５の電気要素は、非導電性の筐体（描かれていない）の中に封入されている。図４に設けられる回路の詳細は、開示される方法を実践するのに利用される回路要素の可能な構成の一例である。当業者は、特定の要素は置き換えることが可能であり、それでもなお洗浄音波を形成することができることを理解するであろう。例えば、図５は、１７個のコンデンサＣ１〜Ｃ１７を特徴としており、これはいかにしてコンデンサを本装置の回路内で構成することができるかのほんの一例である。

図５における装置の機能は、マイクロチップコントローラＵ１を利用することによってプログラム可能である。マイクロチップコントローラＵ１は、これに限定するものではないが周期時間及びサイクル時間（Ｈｚ）を含めた全てのタイミング機能を制御する。パルス時間は、蓄積されたエネルギーの１つの作用であり、マイクロ秒で測定される。

図５の実施形態は、リチウム電池Ｖ１によって電力が供給される。リチウム電池Ｖ１は、０．８ｖｄｃ〜３０ｖｄｃの電圧範囲を有する低電圧電池である。本装置の別の実施形態は、３〜７ボルトの範囲を有する蓄電池を利用する。本装置の別の実施形態は、この範囲内の電圧を有する追加の電源を利用する。図１〜図２を参照して考察するように、本実施形態において、この低電圧電源は後に高電圧に変換されて、装置の先端部（描かれていない）を貫通して流れる液体を攪拌し患者の口の中の歯の構造を洗浄する音波を形成する。安全フューズＦ１がこの実施形態では付加的に組み込まれている。フィルタコンデンサＣ４を使用して、本実施形態においてスイッチング電源又は他のＩＣの要素によって生成される可能性のあるいかなる電気ノイズも解消する。スイッチング電源Ｕ２が低い電池電圧を高いバス電圧に変換し、このバス電圧は、これに限定するものではないが２５０ｖｄｃ〜５００ｖｄｃ及び／又は１８０ｖｄｃ〜２５０ｖｄｃの範囲を含む。

図５に見られるように、このスイッチング電源Ｕ２は、全てのレベル及び基準器を設定するのに補助的な受動要素及び能動要素を利用する。これらの要素には、５ボルトの基準器、すなわち抵抗器Ｒ１３、Ｒ２１が含まれ、これらはスイッチング電源Ｕ２につながれる。一方で抵抗器Ｒ１５及びＲ１６は、電圧分圧器フィードバックループを形成し、高電圧バス出力につながれる。追加の抵抗器Ｒ１９及びＲ２０は、ＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ３のゲートへの電流及びＩＣ最大電流駆動出力を制限する。ＭＯＳＦＥＴが、スイッチング電源Ｕ２と共に高周波変圧器をスイッチングし、所定の周波数でスイッチをオン及びオフにするようにそれらを駆動する。抵抗器Ｒ１８は、電流感知抵抗器として働き、回路内の電気抵抗を実行する。一方で抵抗Ｒ２２及びコンデンサＣ８は、バッファフィルタとして作用して誘導負荷をスイッチングすることによって生じるスパイクを解消させる。

図５は、高周波数フェライト変圧器Ｔ１を利用しており、これに限定するものではないがフェライト磁心変圧器が含まれる。高周波数変圧器Ｔ１は、ＭＯＳＦＥＴピン１及び３を含み、そう呼ばれるのはいわゆるそれらがＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ３につながれているためである。ＭＯＳＦＥＴピン２は、電源に、本実施形態では０．８ｖｄｃ〜３０ｖｄｃの蓄電池電源につながれる。別の実施形態は、これに限定するものではないが１つ又は複数の３〜７ボルトの蓄電池を含めた多様な電源を利用する。高周波数変圧器Ｔ１のＡＣ出力ピン４、５は、ダイオードＤ１、Ｄ４、Ｄ７及びＤ８に給電し、これらは全波ブリッジ整流器として設定され、整流されたＡＣをＤＣに変換する。抵抗器Ｒ２３及びコンデンサＣ１３は、抵抗器Ｒ２４及びコンデンサＣ１のようにＲＣスナバとして作用し、ＲＣスナバはフィルタのように働き、スパイク及び無線周波干渉（ＲＦＩ）ノイズを最小限に維持する。

本実施形態において、インダクタＬ１は、コンデンサＣ１、Ｃ１６、Ｃ１４及びＣ１１と共に、高電流率で放出されるエネルギーをフィルタにかけ蓄積する。具体的にはインダクタＬ１は、コンデンサＣ１、Ｃ１６、Ｃ１４及びＣ１１が放電される際飽和する。

回路の高電圧点火器部は、インダクタＬ５と、ＭＯＳＦＥＴＱ４と、コンデンサＣ６と、変圧器Ｔ２とで構成される。コンデンサＣ９はブロックコンデンサとして作用し、高放電コンデンサが蓄積した電流が変圧器Ｔ２を損傷させるのを阻止する。図１及び図２における実施形態でのように、エアギャップＳＰ＿ギャップ１〜ＳＰ＿ギャップ２をスイッチとして利用し、これがコンデンサＣ１、Ｃ１６、Ｃ１４、Ｃ１１が充電される際に負荷を与える。バス電圧は、多少導電性である液体溶液を分解させるのに十分である。したがってコンデンサＣ９は、変圧器Ｔ２が負荷により故障しないように保護する。

図５は、本装置の一実施形態で利用される回路を描いている。回路は、図４と同様であるが、装置はユーザ入力のために異なる制御装置を利用する。図４の実施形態と図５の実施形態は共に、マイクロチップコントローラＵ１を利用することによってプログラム可能である。図４において、ユーザは、ユーザＢＣＤスイッチＢＣＤ１〜ＢＣＤ６を利用することで環境を調整して周期時間及びサイクル時間を設定する。このような環境は、マイクロチップコントローラＵ１によって実現される。発光ダイオード（ＬＥＤ）が、ＤＩＳ１〜ＤＩＳ６を表示し、ＤＩＳ５〜ＤＩＳ６にカウントダウンタイマーを、ディスプレイＤＩＳ３からＤＩＳ４にサイクル時間を、ディスプレイプレイＤＩＳ１〜ＤＩＳ２にパルス時間をユーザに表示する。

図５は、ＬＣＤディスプレイＬＣＤ１を利用してカウントダウンタイマー、サイクル時間及びパルス時間をユーザに表示する。

図５Ａはまた、装置の一実施形態の一態様によって利用される回路を描いている。図５Ａの回路を利用する装置の実施形態において、電源は先端部（描かれていない）に異なるように供給される。図１Ａのように、この実施形態は、音波を形成するのにスパークギャップを利用しない。

図５Ａを参照すると、電圧／電流は、インダクタＬ５に進み、これに限定するものではないが１つ又は複数の光放出コンデンサを含めた１つ又は複数のコンデンサＣ７、Ｃ１１、Ｃ１４、Ｃ１６に進む。図５Ａで利用される４つのコンデンサは、付加的な実施形態が用途によって必要に応じて異なる数のコンデンサを利用する際の一例として描かれている。充電されると、コンデンサＣ７、Ｃ１１、Ｃ１４、Ｃ１６は、変圧器Ｔ２の一次側において放電する。

この実施形態において、変圧器Ｔ２は、高電圧スパイク及び電流を出力して、音響衝撃波を形成する。変圧器Ｔ２は、それが高電圧スパイクと、音響衝撃波を形成するのに十分な電流を出力するため頑丈である。変圧器Ｔ２は、太い電線とその構成によって頑丈にされる。太い電線だけでなく、変圧器Ｔ２の二次側は、回路から隔絶されており、先端部（描かれていない）にある電極に直接接続されている。

電圧／電流がインダクタＬ５を通り抜け、コンデンサＣ７、Ｃ１６、Ｃ１１及びＣ１４を充電する前に、ＭＯＳＦＥＴＱ４がマイクロチップコントローラＵ１からの指示を得る。マイクロチップコントローラＵ１は、ＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートに、これに限定するものではないが５ボルトを含めた電圧を印加することで、それが電圧／電流を導く。ＭＯＳＦＥＴＱ４はその後、コンデンサＣ７、Ｃ１６、Ｃ１１及びＣ１４から蓄積された全てのエネルギーを変圧器Ｔ２へと放出し、これによりインダクタＬ５を一時的に飽和させる。変圧器Ｔ２は、このとき高インピーダンス状態にあり、高電圧スパイク及び電流を出力して音響衝撃波を形成する。

図５Ａと同様に、図５Ｂは、スパークギャップを利用しない本発明の一実施形態の一態様の概略図である。図５Ｂの実施形態は、ＤＣパルス又はＡＣパルスを先端部に供給することができる。このために、図５Ｂの実施形態はハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴの組を利用することで放電コンデンサに蓄積されたエネルギーを解放し、蓄積されたエネルギーを先端部へと供給する。

図５Ｂを参照すると、この実施形態によって利用することができる電源は、３．６ｖｄｃ〜７．４ｖｄｃまでのリチウム電池パックである。この電源の１つの利点は、このような電池式パックが標準であることである。

この実施形態において、電池パックの低電圧は２方向へと流れる。第１の方向は、全ての集積回路及びマイクロコントローラデバイスに対して電力を調整する低電圧調整器に向かう。第２の方向はスイッチングＩＣ駆動装置に向かう。

ＩＣ駆動装置は、２つのモードで、すなわちフライバック又はプッシュプルで作動することができる。図５Ｂにおいて、ＩＣ駆動装置は第２のモードにある。このスイッチングＩＣ駆動装置は、Ｍｏｓｆｅｔに結合されたＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２を駆動させ、それらは一次高周波数フェライト変圧器Ｔ１に結合される。一次高周波数フェライト変圧器Ｔ１は、低ＤＣ蓄電池電圧をより高い電圧に変換する。本発明の一部の実施形態では、このより高い電圧は、１６０ボルトから３００ボルトＡＣを遙かに超える範囲である。

図５Ｂに戻ると、このときより高くなった電圧は、すなわちＡＣ電圧は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４へと流れ、これらのダイオードは、ブリッジ整流器として設定されている。整流された電圧はこの後、インダクタＬ１を通り抜け、このインダクタがリップル電流を取り除く。電圧はその後フィルタコンデンサＣ９へと流れ、継続してインダクタＬ２を通り抜け高電圧放電コンデンサへと流れ込む。高電圧放電コンデンサは高電圧ＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２に結合される。

装置の一実施形態の先端部６００の一実施形態が図６に示される。先端部６００は、一体式のユニットとして表されており、但しその機能性を理解するために構成要素に分解されている。使用する際、先端部６００の端部が患者の口の中に挿入され、欠損部を清浄するなどの一部の用途では洗浄される固有の歯の中に埋め込まれる場合もある。先端部６００は、先端部設計に組み込まれたコネクタ６０２によって装置の本体に接続する。図６の実施形態において、コネクタ６０２は、ねじ山を備えたねじ込み式のコネクタである。ねじ山の受入れ部は、装置の本体（描かれていない）に位置している。

先の図面で考察した手持ち部分のように、先端部６００は、筐体６０１で構成される。先端部６００のこの筐体６０１は、導電材料で構成され、これに限定するものではないがステンレス鋼などの金属が含まれる。この筐体６０１は、それが大地帰路電極を兼ねるために導電性である。筐体６０１は、患者の口の中及び装置のユーザが洗浄したいと望む歯などの歯の構造の中に入るように先端部を操作するのに利用される屈曲部を有するように成形される。

筐体６０１は連続しているが、筐体の上部６０９と、筐体の下部６１０は異なる特徴を有する。内部要素を保護するために、本発明の一実施形態において、筐体６０９の上部は厚みがあり剛性である。筐体の下部６１０は、可撓性のステンレス鋼の管などの導電性かつ可撓性の材料で構成される。筐体の下部６１０は、第１の部分６１１と第２の部分６１２とで構成される。第１の部分６１１が密であるのに対して第２の下部６１２は多孔性である。多孔性の第２の下部６１２によって放電が先端部６００の下部において生じ、先端部を液体中に浸透させることが可能になる。

筐体６０１の内部には、中心電極導体６０３があり、これは先端部６００を貫通するように電荷を導く。この中心電極導体６０３は、絶縁体６０６の層を使用して先端部６００及び中心電極導体６０３の長さ全体にわたって絶縁される。絶縁体６０８の多孔性の部分が、下部中心発射電極６０４を囲繞する。異なる先端部構成に従って後に考察するように、絶縁体における除去、また穿孔とも呼ばれる作用がシステムの実施形態が作動するのを可能にする、すなわち中心電極を接地電極と適合させる。例えば先端部における１つ又は複数の穿孔の位置は、スパーク、キャビテーション、圧縮、ナノ粒子の発生が生じる場所を規定する。当業者によって認識されるように、異なる穿孔の配置を有する先端部を利用することは、異なる処置の効果を高めるのに有効である。先端部を製造する実施形態の方法において、絶縁層は、中心電極上に配置され選択的に除去されることによって、中心電極と大地帰路との電気結合の近接性を規定する。電気結合は、絶縁層が除去された場所に生じる。

本発明の一実施形態において、下部中心発射電極６０４は、図１において参照される中心電極１１５である。本発明の一実施形態において、下部の穿孔された帰路電極６０５は、図１で参照される大地帰路電極１１６であり、絶縁体６０６及び穿孔された帰路電極６０５は、図１において参照される下部電極組立体１１７と、発射室とを備える。本発明の一実施形態において、中心電極１１５は、全ての壁から均等に先端部内の中心に配置される。

本発明の実施形態において、中心発射電極６０４は、正極又は負極のどちらかであり、下部の穿孔された帰路電極６０５は、負極又は正極のどちらかである。各々の実施形態において、中心発射電極６０４は、下部の穿孔された帰路電極６０５と反対の電荷を有する。当業者は、中心電極及び大地電極が、電荷にかかわらず、本発明の実施形態の先端部において所望される電気的事象を生み出すように適合され得ることを理解するであろう。

図６に戻ると、下部中心発射電極６０４は、先端部６００の中に埋め込まれ、下部の穿孔された帰路電極６０５は、先端部６００の外側に位置している。先端部６００の多孔性の第２の下部６１２、下部中心発射電極６０４を囲繞する絶縁体６０８の多孔性の部分、及び穿孔された帰路電極６０５によって、液体溶液が下部中心発射電極６０４と接触することが可能になる。導電性の液体が、下部の穿孔された帰路電極６０５と下部中心発射電極６０４の間の接続部を架橋することで、先端部は、先端部が対象とする領域に音波を送り出すことができる。下部中心発射電極６０４は、音響衝撃波を生じさせるエネルギーを液体溶液中に送り込み、その一方で下部の穿孔された外側の帰路電極６０５にある穴によって、音響衝撃波が液体溶液内に侵入することを可能にし、上記に挙げた殺菌特性を取り込む液体溶液が先端部の内部から作業が行われている歯の表面、例えば根管へと流れることが可能になる。

可撓性の外側及び内側下部電極６０７が、対象とする領域に音波を供給するために先端部６００を位置決めするのを助ける。具体的には、可撓性の外側及び内側下部電極６０７によって、根管及び副根管の洗浄作業を行うために先端部６００が歯又は根管内に入って作業することが可能になる。根管内の多くの感染源は歯科処置の間に取り込まれる。図６の先端部の利用は、例えば歯科的な処置においてリアルタイムのバイオレメディエーションを提供するため、その利用は、歯の内部に異性種を取り込むのを抑える。

本発明の一実施形態において、利用される電極には銀が含まれる。銀電極によって処理される水は、最も高い殺菌作用を有するが、これは銀イオンが、細菌に対して最も高い毒性を有するため、すなわちそれが抗病原体であるためである。このように銀電極によって生成されるナノ粒子もまた、根管において細菌及び異物と戦う。本発明の別の実施形態は、生物学的に不活性である別の材料から成る電極を利用する。電極を構成するのに使用される材料にはこれに限定するものではないが、銀、銅、ステンレス鋼、セラミック、炭素ベースの材料、鉄及び／又は他の導電性材料が含まれる。本発明の一実施形態によって利用される懸濁液はまた、ナノ粒子を含む場合があり、このナノ粒子は、細菌及び異物と戦う際にデバイスの実施形態の効果をさらに助ける。本発明の実施形態において、先に記載したソノルミネッセンスは、処置の間に生じ、作業面にオペレータがデバイスの作動を確認するのを助ける光を提供し、同様に微生物／生物種をさらに修正するのに知られるＵＶ照射も提供する。

上記に述べたように、本装置の一実施形態の先端部は取り外し可能であり、異なる用途に対してより好適な異なる先端部によって切り換えることができる。先端部が取り外し可能である実施形態において、先端部の設計は、異なる用途の間で効果を最大限にするように変化させることができる。図６〜図６Ｆは、本発明の実施形態において異なる作業を達成するように設計された多様な先端部の実施形態を示す。例えば、図６Ａは、その表面において発射するように設計された先端部の一実施形態を示している。先端部６０１は、底部により大きな開口を有することでより広い表面に対して発射する。各々の先端部はキャビテーションを制御するのに役立つ。

図６〜図６Ｆの実施形態の先端部では、放電は、中心に位置する電極と大地帰路との間で生じ、空洞を形成する泡を形成し、これによりイオン種、ナノ粒子、病原体死滅剤などを形成する。図６〜図６Ｆにおける先端部において、空洞を形成する泡はさらに、作用流体を頂部の大地帰路管の内側を下方に移動させ、機械加工された水の排出口（種々の先端部の実施形態においてオリフィスとも呼ばれる）を通って大地帰路管を出て行くことを可能にする特定の力を生成する。このような排出口を含む先端部において、先端部にある排出口の位置及び排出口の形状は、出て行く作用流体の位置、大きさ及び方向を規定するのを助ける。

本出願において、用語、排出口、穴、オリフィス、開口及びアパーチャは相互に交換可能に使用される。

先端部の実施形態は、異なる数の排出口、異なる数の排出口の位置、及び特定の排出口の角度を含んでおり、これらは、これに限定するものではないが特定の方向で歯科用先端部の内側から歯科用先端部の外側へと、すなわち根管内へと流れる作用流体を含めた導電性媒体の移動を促進する。先端部の一部の実施形態において、排出口の角度及び位置は、歯の中の副根管の既知の角度と合うように規定される。例えば歯の中央にあるその副根管は、根管に対しておよそ９０度で根管から出たり／入ったりしており、その一方で根管の底部に向かって位置する副根管は、およそ６０度で根管に出たり／入ったりする。このような角度に合わせることはキャビテーションが生成した種及び／又はプラズマが最適な角度で副根管へと入ることに注目している。しかしながら標的とする解剖学的な構造及びデバイスの一実施形態が少なくとも部分的に挿入される空洞によって、開口の角度は、長手方向軸に対して０から１８０度のいずれにも変化することができる。

本発明の先端部の一部の実施形態において、少量のエポキシ樹脂が組み立てる際に絶縁収縮管に塗布される。この樹脂は、水が管から勢いよく発射しないようにし、計画的に設計されたオリフィスを通って出て行くように水を効率的に押しやる。

図６Ａを参照すると、先端部は、コネクタ６０２を利用しており、これに限定するものではないがねじ山を備えたねじ込み式のコネクタが含まれる。この先端部の別の実施形態は、別の締め具を利用する場合もある。図６Ａに戻ると、ねじ山がコネクタ６０２として機能する場合、ねじ山の受入れ部は、装置の本体（描かれていない）に位置する。

先端部は筐体６０１で構成され、これは、これに限定するものではないが金属を含めた導電性の材料で構成され、例えば大地帰路電極を兼ね、患者の口の中に入るように先端部を操作するのに利用される屈曲部を備えるように成形されたステンレス鋼などの金属が含まれる。筐体の上部６０９は、厚みがあり剛性である。筐体の下部６１０は、可撓性のステンレス鋼の管などの導電性かつ可撓性の材料で構成されてよい。本発明の実施形態は、非可撓性の要素及び材料を利用するが、可撓性の材料は使用し易くするという利点を与える。筐体の下部６１０は、第１の部分６１１と、第２の部分６１２とで構成される。第１の部分６１１が密であるのに対して第２の下部６１２は多孔性である。多孔性の第２の下部６１２によって放電が先端部の下部において生じ、先端部を液体中に浸透させることが可能になる。

先端部は少なくとも２つの電極、すなわち中心電極と大地電極を特徴とする。電極は、抗菌性を備えた金属及び／又は他の導電性の材料から成り、これに限定するものではないが銀が含まれる。

筐体６０１の内部には、中心電極導体６０３があり、これは先端部を貫通するように電荷を導き、絶縁体６０６の層を使用して先端部及び中心電極導体６０３の長さ全体にわたって絶縁される。絶縁体６０８の多孔性の部分が、下部中心発射電極６０４を囲繞する。下部中心発射電極６０４は、先端部の中に埋め込まれ、下部の穿孔された帰路電極６０５は先端部の外側に位置している。先端部の多孔性の第２の下部６１２、下部中心発射電極６０４を囲繞する絶縁体６０８の多孔性の部分及び穿孔された帰路電極６０５によって、液体溶液が下部中心発射電極６０４と接触することが可能になる。導電性の液体が、下部の穿孔された帰路電極６０５と下部中心発射電極６０４の間の接続部を架橋することで、先端部は、先端部が対象とする領域に音波を送り出すことができる。下部中心発射電極６０４が、音響衝撃波を生じさせるエネルギーを液体溶液中に送り込み、下部の穿孔された外側の帰路電極６０５にある穴によって、音響衝撃波が液体溶液内に侵入することが可能になる。

本発明の実施形態において、液体溶液は前記先端部の中にあり、衝撃波は最初は先端部の内部の液体溶液と相互に作用する。先端部にある穴によって空洞現象が生じた溶液が先端部を出て根管へと入ることが可能になる。音波は、先端部の壁を通り抜け穴を通って出て行く。

本発明の実施形態は、可撓性と非可撓性の両方の電極を利用するが、可撓性の外側及び内側下部電極６０７は、音波を標的領域に送り出すために先端部を位置決めするのを助ける。可撓性の先端部は、特定の用途における効果のためにデバイスを位置決めするのを助けるが、たとえ先端部が可撓性である場合でも、電極の間の間隔を維持するために特定の処置をより効果的に行うことが望ましい。具体的には、可撓性の外側及び内側下部電極６０７によって先端部が歯又は根管の自然の曲率をたどり根管及び副根管の洗浄を行うことが可能になる。

先端部の実施形態において、上記に述べたように電極の間隔は、特有の目的のためのデバイスの有用性の一因となる場合がある。考察される１つ又は複数の先端部において、記載した放電は、中心電極と大地帰路の間のその最も短い距離のところで起こる。よって言及される「中心」電極を中心に配置することは放電を均衡させる。電極が特定の角度でチャンバ内に位置決めされる場合、すなわち電極がチャンバの他方の側より片側に近い場合、放電は優先的に最も近いギャップのところで起こる。キャビテーション及び結果として生じるマイクロジェットは、作用面に衝突し、腐食及び表面の位相幾何学における変化を生じさせ、これにより最も短い距離の位置を再規定することができる。先端部において電極に関する異なる配向、電極及び先端部に関する異なるサイズ、電極と先端部の最も近い内側の面との間の異なる間隔、電極に関する異なる形状及び電極に最も近い先端部の内側の面に関する異なる形状を利用することは、デバイスの機能に影響を与えることになるであろう。したがってこれらの変更可能な要因の種々の組み合わせは、種々の機能に対して最適に適合させることができる。

先端部の端部は、スクリーンに適合される。スクリーンは、わずかな角度を有し底部により大きな開口を備える。先端部は、その表面において発射するように一態様において利用される。これにより表面積がより大きくなることによって、これに限定するものではないがこの面におけるマイクロジェット、ナノ相及びサブナノ相、プラズマ放出及びＵＶ、オゾン、衝撃波、ラジカル及びイオンパルスを含めたキャビテーション生成物を含めた、作動放出物のより大きなかつより集中した分散が可能になる。スクリーンは、大地帰路の一部であり、電荷が先端部の端部を通過し治療される患者に治して悪影響を及ぼすのを阻止する。本発明の実施形態において、スクリーンはファラデー箱として機能する。

図６Ｂ〜図６Ｆの先端部実施形態における構成要素に使用される記載は、先端部６〜６Ａを記載するのに使用されるものとわずかに異なる。しかしながら当業者は、本発明の態様を取り込むこと、すなわち中心電極と大地帰路を使用して放電を生成し制御することを理解するであろう。図６〜図６Ａの場合と同様に、図６Ｂ〜図６Ｆにおける特定の数字は、これらの実施形態において構造上の類似点を協調するために図面において繰り返される。

図６Ｂ〜図６Ｆにおける先端部の実施形態の直径は変化し、これに限定するものではないが先端部６２０の作用端部において０．０４６インチまで下方に先細になった０．０６２インチの外径を含める。この先端部は、第１の端部、第２の端部及びそれらの間に延在する長手方向軸を含む。図６Ｂ〜図６Ｆの実施形態において、中心電極６２４は、長手方向軸に沿って延びる。しかしながら後に考察するように中心電極６２４の先端部内での位置決めを変えることで先端部の機能を変える場合がある。

図６Ｂ〜図６Ｆの実施形態を参照すると、これらの実施形態における先端部は、例えばハンドピース（描かれない）内の電子機器によって規定される電荷が、例えばステンレス鋼などの導電性材料から成る中心電極導体６２４に供給される際に利用される。本発明の実施形態では、中心電極導体６２４に対する電荷は、オペレータによってハンドセット（描かれない）を介して調節することができる。これらの実施形態における絶縁体は、中心電極導体６２４と大地帰路管６２５の間に位置する層によって提供され、これは絶縁収縮管６３２と呼ばれ、この実施形態では絶縁プラスチックなどの絶縁材で構成される。大地帰路管６２５は、これに限定するものではないがステンレス鋼を含めた導電性材料から成る。各々の先端部における絶縁収縮管６３２の一部は、中心電極導体６２４と大地帰路管６２５の間の電気結合が生じることができる特有の場所を規定するために選択的に除去される。先端部から液体が出て行くのを制御するために、大地帰路管６２５の外側に機械加工技術によって排出口を追加することができる。

図６Ｂ〜図６Ｆの実施形態において、先端部をハンドセット（描かれない）に取り付けるのにねじ山を備えたねじ込み式のコネクタ６２２が使用される。ハンドセットは、先端部を稼働させ、作用流体（液体溶液）を供給するための電気機器を含む。めっきされた金属インサート６３１によって、先端部とハンドセットの電気接続が容易になる。液体溶液が、液体溶液投入口６２７を利用して、大地帰路管６２５と、中心電極導体６２４の間のチャンバ６２８内に取り込まれる。このような実施形態において、絶縁プラスチックインサート６２９が中心電極導体６２４を大地帰路管６２５の中央に固定し位置決めする。絶縁プラスチックインサート６２９はまた、中心組立体６３０も絶縁する。中心組立体６３０は、めっきされた金属インサート６３１と、中心電極導体６２４とを含み、これは上記に挙げた絶縁収縮管６３２の中で覆われる。各々の先端部において、キャビテーション生成物が少なくとも１つの排出口６６３を通って先端部から出て行く。種々の先端部は、本明細書では先端部の頂点とも呼ばれる一端に１つ又は複数の穴を含む、あるいはこういった孔を除外する場合がある。１つ又は複数の穴を頂点に含まないこのような先端部は、先端部の長さからおよそ９０度洗浄することになる。

図６Ｂ〜図６Ｆにおける先端部は全て、例えば歯の内部に穴あけする、副根管を洗浄する、生物学的な種などを修正する、破片を除去するのを助ける洗浄作用などの種々の歯科的な目的を達成するために集中した、反復可能かつ調節可能な方法を提供する。作動中、ソノルミネッセンスが生じ、作用面に光を提供し、これによりオペレータがデバイスの作動を確認するのを助け、また同様に微生物／生物種をさらに修正するのに知られるＵＶ光を提供する。

上記に述べた調節は、本発明の実施形態において電力環境の変化によって促進され、これにより異なる大きさの穴開け力を提供する。本発明の実施形態は、ハンドピース（描かれない）内にプログラムすることができる事前選択された電力環境を含む。集中は、本発明の実施形態において電力、周波数及び期間設定、先端部の作用端部に位置し、先端部設計の作用端部（又は出口ノズル）を先細にすることによってさらに強調される先端部設計における出口穴の形状及び大地帰路管内の何らかの追加の排出口の相関的要素である。本発明の実施形態において、出口オリフィスの三次元形状は、結果として生じる作用流体の流れをさらに規定することができる。

図６Ｂ、すなわち先端部実施形態６２０を参照すると、単一の排出口６６３が端部にあり、すなわち先端部６２０の頂点６６４にあり、先端部６２０を穴あけ作業に適合させる。先端部６２０は、単一の排出口６６３により歯のクラウンを切り開くのに使用され、これにより歯の内部に到達（すなわち根管に到達）し易くする。歯の内部への到達を可能にする際、先端部６２０の設計はまた、その利点が、これに限定するものではないが一定の洗浄、先に考察したその場での種の修正、及び例示の根管内部への到達を含むことから歯の内部への異性種の取り込みを最小限にする。

この先端部６２０は、歯のクラウンを開き、封入された根管に到達するために一般に使用される標準的な歯科ドリルに対する代替物を提供する。ドリルによる穴開け作業を容易にすることに加えて、先端部６２０はラジカル、励起したイオン、ナノ粒子などを導入することによってバイオレメディエーションを実現する。先端部６２０は、ソノルミネッセンスによって作用面に直接光を提供する。この先端部６２０を利用することによって、歯の一部にドリルにより穴あけするのに機械工具を使用することを回避することができる。このような利点は、本発明の他の実施形態にも共通である。

図６Ｂの実施形態において、絶縁収縮管６３２は、中心電極導体６２４の右側半分において、すなわち液体溶液高圧出力端部に最も近い側において除去される。このような除去によって絶縁体が除去された先端部６２０の一部における電気結合及びキャビテーションが可能になる。具体的には電気結合及びキャビテーションは、絶縁収縮管６３２が除去された場所に生じる。

図１８Ａ〜図１８Ｅは、図６Ｂの先端部の実施形態の態様を採用する先端部の一実施形態の種々の図を描いている。

図６Ｂにおける先端部６２０と同様に図６Ｃの実施形態もまた、根管又は虫歯の処理においてなどの歯科処置における標準的なドリルの代わりに使用することができる。図６Ｃの先端部６４０もまた、放電を集中させるのを助ける単一の排出口６６３出口を特徴とする。先端部６４０は歯のクラウンを切り開くのに使用することができ、これにより歯の内部に容易に到達することができ、歯の中の腐敗した、又はそれ以外で損なわれた部分に到達することで根管に到達することができる。

図６Ｂの先端部６２０及び図６Ｃの先端部６４０は共に、単一の排出口６６３及び付加的な同様の構成要素を特徴としているが、図６Ｃの先端部６４０の大地帰路管６２５は、先端部６４０の作用端部においていくつかの角度が付いた面も含む。これらの角度付きの面によって、デバイスの一実施形態の作動中に生じる、キャビテーション／圧縮波／キャビテーションが生成した粒子の集中を高め易くする。音響衝撃波の集中と同様に、角度付きの面は、単一の排出口６３３に向かう結果として生じた物質を集中させ、さらに結果として生じる噴射速度を上げる。本発明の別の実施形態では、先端部は、噴射速度を操作するために非平面の外側面の追加の例を含む場合がある。

図１９Ａ〜図１９Ｅは、図６Ｃにおける先端部の実施形態の態様を採用する先端部の一実施形態の種々の図を描いている。

図６Ｄを参照すると、先端部６６０の実施形態は、キャビテーションに使用することができ、シャフトに沿った２つ以上の角度付きの排出口６６１ａから６６１ｎと、先端部６６０の頂点に位置する排出口６３３とを含む先端部である。この実施形態において、排出口の角度は、副根管が根管に出入りする角度に対応するように機械加工される。この先端部６６０は、記載されるハンドセットと併せて、根管を広げる、清掃する、切り開く及び消毒するのに使用することができる。この先端部６６０は、作業中に先端部６６０に近接する根管の壁に沿って破片及び根管内部の材質の小さな層を共に除去する。排出口６６１ａから６６１ｎは、根管の最大部分に沿って同時に洗浄を行うことができる。

この先端部６６０において、絶縁収縮管６３２は、先端部６６０作用端部に位置する通気穴６６１ａから６６１ｄに近接して、すなわち図６Ｄにおける右側で除去され、これによりこのような位置における電気結合及びキャビテーションを可能にする。図６Ｄの実施形態はまた、いくつかの排出口６６１ａから６６１ｄを先端部の外側面に、この場合大地帰路管６２５に採り入れる。排出口の数は変化し、考察される実施形態における排出口の数及び構成は、一例として提供される。

図６Ｄを参照すると、上記に述べたように歯の中心にある副根管は、根管に対しておよそ９０度で根管に出入りしており、その一方で根管の底部に向かって位置する副根管はおよそ６０度で根管に出入りする。したがってこの実施形態における排出口は、歯のこのような集合の両方を標的としている。歯の中心にある副根管を対象とするために、図６Ｄにおける非制限的な例では、大地帰路管６２５は先端部６６０の頂点６６４に位置する排出口６６３に加えて、歯の中心にある副根管を対象とする２つから４つの角度付きの通気穴６６１ａ〜６６１ｂ、及び根管の底部に向かって位置する副根管を対象とする２つから４つの角度付きの通気穴６６１ｃから６６１ｄを採り入れる。通気穴の配向は、上記に述べた固有の角度で（根管の中央では９０度、根管の底部に向かうときは６０度で）根管に入る角度付きの副根管へ直接流体を誘導し、頂点の排出口６６３を通って主根管を下るように誘導する。図６Ｄにおいて、排出口６６１ａから６６１ｂは、長手方向軸から９０度の角度が付けられ、排出口６６１ｃから６６１ｄは、長手方向軸からおよそ６０度の角度が付けられる（この実施形態では、中心電極６２４がこの軸を規定する）。本発明の種々の実施形態では、角度の範囲は、角度付きの副根管を対象とする目的で利用される。６０度の角度の副根管は、これに限定するものではないが長手方向軸から４５から７５度の角度で出力する排出口を含む排出口を利用して対象とされる。９０度の角度の副根管は、これに限定するものではないが長手方向軸から７５〜１１５度の角度で出力する排出口を含む排出口を利用して対象とされる。上記に述べたように、対象とする解剖学的な構造及びデバイスの一実施形態が少なくとも一部が挿入される空洞に応じて、開口の角度は、長手方向軸に対して０から１８０度のいずれかで変動することができる。

当業者は、この先端部６６０における角度を再設定することによって、洗浄特性を含めた先端部の機能を歯科患者の口の様々な部分に集中させることができることを認識するであろう。図６Ｄの実施形態で採用される角度は、一例として提供されているだけである。

歯科処置においてこの先端部６６０を使用することの利点は、歯の一部を広げるための機械工具の必要性をなくすことができる点である。より従来式の根管処置で現在使用されるやすりは、歯の中を破壊し、歯の先端に穴をあける（これは様々な好ましくない状況につながる）可能性がある。やすりの使用を除外し、図６Ｄの先端部６６０を利用することによって、治療される歯のこの種の損傷の機会を最小限にする。

図２０Ａ〜図２０Ｈは、図６Ｄの先端部の実施形態の態様を採用する先端部の一実施形態の種々の図を描いている。

図６Ｅは、本発明の実施形態で利用される先端部における排出口の数及び配向をどのように変えることで本発明の機能に影響を与えることができるかの一例である。図６Ｅにおいて、先端部６７０は、副根管が主根管に出入りする６０度の角度を対象とするために、４５〜７５度で出力するように角度が付けられた３つの排出口６６１ａから６６１ｃを取り入れている。制限された大きさの排出口は、下部の副根管と同一の角度で高度に集中した角度付きの強力な洗浄剤の噴射を生成することから、キャビテーション生成物が先端部６７０を出る角度を副根管の実際の角度に合わせることで、副根管に貫入する作用流体の事例を向上させ、これにより洗浄を向上させる。結果として、この先端部６７０を利用することによって、本発明は、上記に述べたキャビテーション生成物の正確な出力が可能な精密な工具となる。先の先端部の場合のように、絶縁収縮管６３２の一部は排出口６６１ａから６６１ｃにおいて除去される。先端部６７０の頂点６６４には排出口６６３も配置されている。

図２１Ａ〜図２１Ｈは、図６Ｅにおける先端部の実施形態の態様を採用する先端部の一実施形態の種々の図を描いている。

図６Ｆを参照すると、この図における先端部６８０は、先端部に機械加工される排出口の数と位置をどのように変えることで本発明の一実施形態の機能性に影響を与えることができるかの別の例である。先端部の実施形態は、例えば図６Ｅにおけるものは、根管を広げる、清掃する、切り開く及び消毒するのに使用される。先端部６８０のこの実施形態は、作業中に先端部６８０に近接する根管の壁に沿って破片及び内部の根管材料の小さな層の両方を除去する。

排出口の数と位置は図６Ｆにおいて変化する可能性があるが、非制限的な例の先端部６８０は、８個の角度付きの排出口６６１ａから６６１ｈ（７５から１１５度で出力するように角度が付けられる）を大地帰路管６２５に採り入れ、先端部６８０の頂点に位置する排出口６３３を採り入れる。通気穴の７５から１１５度の配向は、９０度の配向を含んでおり、本発明の一態様のこの実施形態において、これに限定するものではないが水を含めた洗浄剤を頂点の排出口６３３を介して直接下方に、及び先端部６８０から９０度で誘導し、これにより作用流体が根管を直接下方にかつ根管の壁に直交するように移動し易くする。この先端部６８０は、根管の最大限の部分に沿って同時に洗浄することを提供する。付加的に大地帰路管６２５における排出口６６１ａ〜６６１ｈは、キャビテーションが生成した生成物を、それらが先端部６８０から９０度で先端部６８０を出るように誘導する。このようにこのタイプの先端部６８０を利用することによって、本発明の実施形態は、正確なキャビテーション生成物の出力を可能にする精密な工具となる。

図２２Ａ〜図２２Ｇは、図６Ｆにおける先端部の実施形態の態様を採用する先端部の一実施形態の種々の図を描いている。

上記に述べたように、先端部の実施形態における電極の間隔は、先端部の機能の一因となり得る。付加的に、大地帰路管のサイズ、中心電極のサイズ及び大地帰路管の最も近い地点からの中心電極の距離を変えることでデバイスの電力環境全体に影響を与える可能性がある。以下の表１は、中心電極のサイズを変え、所与の中心電極と所与の大地帰路管の間の最も短い距離（すなわち壁の間隔）を変えることによって達成される電力環境の一例である

以下の表における例は、先端部の特定の実施形態における間隔とサイズのいくつかの非制限的な例である。これらの例において、均一なサイズのステンレス鋼の管が大地帰路管として利用される。加えて、以下の例におけるステンレス鋼の管は円筒形である。しかしながら当業者は、これに限定するものではないがキャビテーション生成物を含めた放出を達成するのに異なる材料及び異なる形状の大地帰路が利用される場合もあることを認識するであろう。実際、先端部の種々の要素の異なる形状及びサイズは、異なる用途にデバイスを適合させることができる。

図６Ｂ〜図６Ｆにおける先端部の実施形態において、絶縁層は中心電極と接触しているが、この絶縁層は、先端部の別の実施形態では、代替として大地帰路に結合される場合もある。これらの実施形態では、中心電極及び大地帰路は導電媒体と接触しており、この層にある穿孔を介して結合することになる。

上記で述べたように、本発明の一実施形態は、付加的な殺菌の利点を有するウォーターピック式デバイスのような圧電／磁歪スカラーのための洗浄システムを形成するのに使用することができる。このような用途において、水は、患者の口の中に放出される前に事前に処理される。

図７〜図９は、根管及び歯の構造を洗浄する際の本発明の一実施形態の使用を例示している。これらの図は、洗浄する際の本装置の１つ又は複数の実施形態の一部の可能な配置を例示することを意図しているに過ぎず、包括的であることは意図されていない。当業者は、先端部が可撓性であることによって、患者の口の健康に対して有益であるような配置の多くの可能性を提示することを理解するであろう。

図７を参照すると、本装置の一実施形態における先端部７００は、洗浄流体レベル７３０の表面に、この表面より上に、この表面より下に放出物を放つように位置決めされ、両配向において先端部のチャンバ内に作用流体を供給し回路を完璧にする。先端部が作動する際、それは作用流体を中に含んでおり、この流体は誘電体として作用し、回路を完璧にし、放電、キャビテーションなどを可能にする。先に考察したように、先端部７００からのスパーク放電は、流体レベル７３０より上に放出される場合でも殺菌効果を有する。

誘電性流体などの導電流体が、記載される本発明の態様の種々の実施形態において一例として使用されるが、当業者は、これに限定するものではないが液体媒体を含めたいずれの導電性媒体も、先に記載したようにそれが電荷を伝えることが可能であるならば本発明の一実施形態と共に利用可能であることを理解するであろう。本発明の別の実施形態は、先端部内の導電性媒体として蒸気、空気及び／又は気体を利用する先端部を採用する場合もある。

図７を参照すると、先端部７００を位置決めするために、歯７１０の主な冠状の空洞７２０は外科的に広げられている。この図面では主根管７４０ａ〜７４０ｂと、副根管７５０ａ〜７５０ｂを見ることができる。

図８を参照すると、本装置の一実施形態の発射先端部８００は流体ライン８３０より下に置かれており、実際には先端部８００は沈められる。先端部８００は、主根管８４０ａ内で発射されるが、その可撓性からして、先端部７００はまた、副根管８５０ａの近傍及び／又はその中で発射させることもできる。作動先端部８００は、縮尺通りには描かれず、実際に利用される一実施形態では好ましくは、頂点又は副根管に接近するのに十分な長さである、すなわち物理的に歯の頂点に到達するのに十分な長さである。

図９を参照すると、主根管９４０ｂを通り、３つの副根管９５０ｂ〜９５０ｄに隣接する３つの異なる放出箇所９６０ａ〜９３０ｃにおいて放出する本発明の一実施形態の先端部９００の進行状態が示されている。発射先端部９００及びプローブ（描かれていない）は、主根管９４０ｂを下って３つの副根管９９０ｂ〜９５０ｄへと移動される。先端部９００が、主根管９４０ｂを上下に移動する際、発射先端部が副根管９５０ｂ〜９５０ｄに沿って９６０ａ〜９６０ｃ、ＵＶ、オゾン、衝撃波、基及びイオンパルスを横方向の開口部へと直接パルス放出して十分な効力と効果を与える。食塩水が本実施形態では有益であるが、これはそれがこのような粒子をそれぞれの目的地に伝達し、食塩水が回路を完璧にする誘電性溶液として作用するため有利な誘電性の分解習性を有するためである。しかしながら上記に述べたように、使用され得る洗浄剤には、これに限定するものではないが食塩水、過酸化水素、グルタルアルデヒド及び／又は抗生物質及び／又は殺菌溶液が含まれる。

本発明の特定の用途に関して、水及び／又は液体を内部又は外部の貯蔵槽内に収集することによってそれを事前処理することが有利である。このような用途には、これに限定するものではないが圧電／磁歪スカラーなどの超音波スカラー、音波スケーラー及びウォーターピックなどが含まれる。一方では一部の用途に関して、電極を先端部に配置するだけで水及び／又は液体を処理するのに十分である。ウォーターピック、圧電／磁気デバイス及び／又は歯周の傷の箇所の洗浄を含めた洗浄に利用される本発明の実施形態において、水及び／又は液体にパルス放出するのに利用される電極の位置には、これに限定するものではないがデバイスの実施形態のハンドルの内側又は外側にある貯蔵槽及び／又はデバイスの実施形態の先端部の中が含まれる。

このような用途には、これに限定するものではないが圧電／磁歪スカラーなどの超音波スカラー、音波スケーラー及びウォーターピックなどが含まれる。図１０〜図１６は、外部貯蔵槽内、内部貯蔵槽内、及び／又はデバイスの一実施形態の先端部内にある電極を利用して目的とする処置で利用される水及び／又は液体を処理する本発明の実施形態である。

図１０は、圧電／磁歪スカラーとして利用することができる本発明のスタンドアローンユニット実施形態の一例である。水が、デバイス内を通るように移動され、内部で水は、これに限定するものではないがＵＶ、オゾン、衝撃波、基及びイオンパルスを含めた発射放出物の分散によって処理される。このようにデバイスを出た水には抗菌効果が備わっている。図１０の実施形態において、スパーク放電によって処理される水及び／又は別の液体は、電気パルスによって処理された後、入口１００２から出口１００７を通って外に出るように移動される。

図１０の実施形態において、水は入口１００２を通過するように流され、水は第１の発射室１００３へと進むが、これはこの時点では液体を貯蔵していない。発射地点１００４は、この第１の発射室１００３並びに第２の発射室１００６全体にわたって位置決めされる。複数の発射地点１００４によって、この実施形態における面積を大きくすることができるため、エネルギー消費を削減する。よって複数の発射地点１００４を利用することで、パルスを生成するのに必要なエネルギーが少なくて済むことからコスト削減と言い換えることができる。

水及び／又は液体は第１の処理室１００３から、第２の発射室１００６へと進み、これは水及び／又は液体が貯蔵される貯蔵槽を含んでいる。第２の発射室１００６もまた、貯蔵槽内に分散された発射地点１００８の一群を含む。水及び／又は液体は、それが出口１００７を通り抜けて移動する前に、この第２の発射室１００６内にパルス放出される放出物によって処理され、この出口は洗浄で使用される洗浄剤に対する「供給管」として理解することができる。発射地点１００８によって、水及び／又は液体が第２の発射室１００６を出て出口１００７に進入し洗浄デバイスの端部に向かう前に、１００％の病原体の消滅を達成する試みにおいて水及び／又は液体をパルス放出物に曝すことができる。

本発明の一実施形態において、第２の発射室１００６における貯蔵槽は、さらなる殺菌効果のためにデバイスから取り外し別々に滅菌することができる。

この先端部及び／又は電極を利用して水及び／又は液体の貯蔵槽を処理すると仮定すると、それは歯以外の健康の目的での水の浄化にも有益である。例えばそれは、一種の高効率のフィルタとして飲料水に殺菌特性を注入するのに使用することもできる。

ウォーターピック、圧電／磁気超音波デバイス、及び／又は歯周の傷の箇所の洗浄を含めた洗浄として利用される本発明の実施形態において、水及び／又は液体に電流をパルス放出するのに利用される電極の位置には、これに限定するものではないが第１の発射室１００３、第２の発射室１００６及び／又はデバイスの実施形態のハンドル内の貯蔵槽が含まれる。超音波用途で利用される場合、本発明の一実施形態は、先端部内ではなくハンドル内の貯蔵槽を利用する。図１０の描写は、図１１〜図１６に記載される実施形態の態様の機能を理解するために適用することができる。

図１１を参照すると、本デバイス１１００の一実施形態は、ウォーターピック及び／又は圧電／磁気超音波デバイスとして利用することができる。蓄電池１１１０は、このデバイス１１００において電源として機能する。デバイス１１００のこの実施形態は、先端部から患者の口に移動する前に処理される液体及び／又は水を保持するのに単一の貯蔵槽１１２０を利用する。デバイス１１００の先端部１１４０にある１セットの電極１１３０が放電を行って水及び／又は液体が先端部を出る前にそれを処理する。デバイス１１００は追加的に１つ又は複数のＰＣボード（描かれていない）によって電力が供給される。水ポンプ１１５０は１つ又は複数のマイクロコントローラ（描かれていない）によって駆動される。

デバイス１１００などの本発明の実施形態のサブセットにおいて、セラミック製の導電基板を電極として利用する場合がある。このようなタイプの電極は特に、水及び／又は液体が装置内で、例えば治療される領域内に放出される前に貯蔵槽内で一定の期間にわたって処理することができない場合に特に効果的である。セラミック製の導電電極は、短期間にわたって、かつ大容量の水がスパーク放電が短期間の間に形成される領域を通って流れる際に所望される抗病原体作用を生み出すパルスを形成することができる。デバイス１１００において、水及び／又は液体は、先端部１１４０を通り抜けるように汲み出され、単にその先端部１１４０内の電極によって処理されるだけである。よって放電に関する短いウィンドウが存在する。

別の例において、スカラー用途では、水及び／又は液体は迅速かつ加圧下で先端部を通り抜けるように汲み出される。スカラー用途の一実施形態において、水及び／又は液体の貯蔵槽は、歯科医院内の別の部屋に汲み出される。大量及び高圧の流れは、液体及び／又は水が治療領域に誘導される前、その中に放電を放出するのに多くの時間を認めない。１つ又は複数のセラミック製の導電基板を使用することによって、所望の病原体の消滅率が、高圧の大量の水及び／又は液体にしては短縮された時間内で達成される。

図１１のデバイス１１００とは異なり、図１２では供給されるべき水及び／又は液体は、貯蔵槽内で処理され、これによりより長い治療時間が可能になる。図１１と同様に、図１２は、ウォーターピック及び／又は圧電／磁気超音波デバイスとして利用することができ、蓄電池１２１０によって作動し、単一の水貯蔵槽１２２０と、ＰＣボード（描かれていない）と、水ポンプ１２５０とを有し、少なくとも１つのマイクロコントローラ（描かれていない）によって駆動される本デバイス１２００の一実施形態である。しかしながらこのデバイス１２００において、放電を提供することで水及び／又は液体を処理する電極は実際には貯蔵槽１２２０内に置かれている。よって電極が水及び／又は液体を処理することができる時間が長くなる。

図１３は、本発明の少なくとも１つの態様によってウォーターピック及び／又は圧電／磁気超音波デバイスとして利用することができるデバイス１３００の別の実施形態である。この実施形態において、水及び／又は液体を処理するためにスパークパルスを放出する電極は、先端部１３４０と貯蔵槽１３２０の両方にある。電極の第１のセット１３３０ｂは、水及び／又は液体を処理し、それは貯蔵槽１３２０内にあり、電極の第２のセット１３３０ａは、水及び／又は液体がデバイス１３００を出る際に処理する。

図１４〜図１６は、ウォーターピック及び／又は圧電／磁気超音波デバイスとして利用することができる本発明の実施形態である。しかしながら図１４〜図１６におけるデバイスは、電源としてＡＣラインを利用しており蓄電池を持たない。これらの実施形態の機能は、図４〜図５及び図１０を参照して考察される。図１４は、ユニット筐体１４６０内の１つの貯蔵槽１４２０と、その貯蔵槽内の１セットの電極１４３０とを備えた本発明の一実施形態１４００である。図１５における実施形態１５００は２つの貯蔵槽を有し、第１の貯蔵槽１５２０ａはユニット筐体内に、第２の貯蔵槽１５２０ｂはハンドピース内にある。よって水及び／又は液体は、ユニット筐体内で処理されハンドピース内で再度処理される。図１６の実施形態１６００は、同様に水及び／又は液体を２回処理するが、ハンドピース１６７０内の第２の貯蔵槽は利用せず、この実施形態では、先端部１６４０内に電極の第２のセット１６３０ｂがある。デバイスのこの実施形態１６００はまた、ユニット筐体１６６０内に電極の第１のセット１６３０ａを備えた第１の貯蔵槽１６２０を利用する。

図１１〜図１６は、本発明の実施形態において貯蔵槽を備えた場合、及び備えていない場合の電極の配置の例として提供されており、包括的であることは意図していない。当業者は、電極及び／又は貯蔵槽の配置が、本発明の原則に従って変化し得ることを理解するであろう。

図１７は、超音波処置における本出願の一実施形態の使用を例示している。図１７を参照すると、圧電／磁気先端部１７０３は、本方法に従って利用され歯１７０１にあるバイオフィルム１７０２を処置する。水は、内部の水ライン１７０４（これは図１１〜図１６において見ることができる）内を先端部１７０３を通って進む。先端部１７０３を通って、処理された水はデバイス１７０６（一部が描かれている）から外に吹き付けられる１７０５。この実施形態において、水は先端部１７０３内では処理されず、水が先端部１７０３に進入し、歯１７０１及びバイオフィルム１７０２に対して利用される前に、デバイス１７０６内の又はデバイス１７０６に接続された他の場所でハンドピース内及び／又は貯蔵槽内などにおいて処理される。

本発明の一実施形態は、多様な歯科処置において歯科医院で使用される全ての水を処理する際に利用される。歯科処置において、水が口の中に噴霧され、同時に吸い出されることが多い。このような水を患者が飲み込むことは望ましくなく、これは処置が口の中の汚染物質を露出させ、摂取した場合、これは患者の健康に有害である可能性があるためである。しかしながら全ての水を摂取しないようにすることは不可能であり、歯科医院が設置されている場所の給水システムは、高品質ではないため、水の中に病原体が存在する可能性もある。健康状態があまりよくない個人の患者、例えば老人の患者を治療する場合、このとき露出されている歯の構造に進入する水から及び／又は患者に摂取される水からの病原体が、この患者の全身の健康を害する恐れがある。よって本発明の一実施形態は、医療従事者によって患者の口の中に投与される全ての水に関する供給システムの一部として利用することができる。この目的のために利用される実施形態は、多くの貯蔵槽を利用することで、いかなる投与される水も、投与される前に、それがすぐにほとんど同時に吸い出される場合でも放電によって処理される。

歯科医院（又は他の医療診療室）において直面する水に関連する別の課題は、利用される水ラインの滅菌及び／又は浄化である。歯科及び／又は医療用の水ラインにおける病原体は、既知の問題であり、ＦＤＡ及びＡＤＡは、その削減及び／又は計画された排除に関して共に確立されたガイドラインを有する。本発明の実施形態は、歯科及び／又は医療環境において上記に述べた供給システム及び／又は他のシステムにおいて利用されるこのような水ラインを浄化するのに利用することができる。

本発明の一実施形態は、衛生環境、例えば手術室などにおいて表面に水を吹きかけるのに使用することができる処理済みの水蒸気を形成するのに使用することができる。処理済みの水／液体を流体として供給する代わりに、本発明の一実施形態は、水を霧として供給し、これは表面に塗布される。放電によって電流がパルス放出される水及び／又は液体の殺菌性は、それがパルス放出される時間を超えて延長されるため、水及び／又は液体は、医療及び／又は他の環境において清浄剤として利用することができる。

本発明の実施形態を利用して生じるキャビテーションプロセス及び生成物は、それらが接触する物体に対して有害である場合もある。異なる用途に対して構成された先端部を利用し、異なる電力環境を選択することによって、本発明の実施形態は、異なる媒体から望ましくない生物学的物体を撲滅する助けをすることができる。例えば本発明の実施形態は、水塊から大腸菌などの望ましくない微生物を撲滅するのを助ける場合がある。

本発明をその特定の実施形態に関して記載してきたが、歯科学に関連する特有の実施形態、多くの他の変形形態及び修正形態が当業者に明らかになるであろう。そういうものとして、種々の実施形態を実現することができることは、本明細書で説明される装置、システム及び方法の当面の好ましい実施形態の詳細な記載に基づいて当業者には容易に明白になるであろう。例えば、本発明の一実施形態は、孤立した場所の水などの水を浄化するのに利用される。このような実施形態は、１つ又は複数の蓄電池及び／又は１つ又は複数の太陽電池を電源として利用する。本発明の別の実施形態は、スイミングプールから微生物を撲滅するために塩素の代わりに利用される。本実施形態は、スイミングプールの既存の清浄システムに組み込まれる。電圧の漏出がないため、電気分解を恐れずに水を楽しむことができる。この実施形態はまた、１つ又は複数の蓄電池及び／又は１つ又は複数の太陽電池を電源として利用することができる。

本発明の実施形態に関する別の企図される統合には、これに限定するものではないが他の歯科用器具を清浄及び滅菌すること、皿を洗浄し消毒するために自動皿洗い機の一実施形態に組み込むこと、安全な飲料水のために家庭用システムに本発明の一実施形態を組み込むこと、運動競技選手の足を治療するために器具に一実施形態を組み込むこと、消毒モップに一実施形態を組み込むこと、及び／又は常在病原菌、菌類及び他の望ましくない有機物を殺傷するシャワーシステムに一実施形態を組み込むことが含まれる。

本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を記述する目的であり、本発明を制限することは意図していない。本明細書で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないことをはっきりと指摘していなければ、複数形態も同様に含めることが意図されている。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」（及びｃｏｍｐｒｉｓｅの任意の形態、例えば「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｅ）」（及びｈａｖｅの任意の形態、例えば「ｈａｓ」及び「ｈａｖｉｎｇ」）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」（及びｉｎｃｌｕｄｅの任意の形態、例えば「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」及び「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」）、及び「包含する（ｃｏｎｔａｉｎ）」）（及びｃｏｎｔａｉｎの任意の形態、例えば「ｃｏｎｔａｉｎｓ」及び「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」）は、開放式の連結動詞である。結果として、１つ又は複数のステップ又は要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「有する（ｈａｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」又は「包含する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」方法又はデバイスは、１つ又は複数のステップ又は要素を所有しているが、このような１つ又は複数のステップ又は要素のみを所有するように限定されるわけではない。同様に、１つ又は複数の特徴を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「有する（ｈａｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」又は「包含する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」方法のステップ又はデバイスの要素は、このような１つ又は複数の特徴を所有しているが、このような１つ又は複数の特徴のみを所有するように限定されるわけではない。さらに特定の方法で構成されるデバイス又は構造は、少なくともそのような方法において構成されるが、記載されない方法で構成される場合もある。

Claims

第１の電圧を生成するための電源と、
前記電源に結合され、前記電源から前記第１の電圧を受け取り、そして前記第１の電圧を第２の電圧に変換する回路と、
前記回路に結合され、前記回路から前記第２の電圧を受け取る放電コンデンサと、
前記放電コンデンサに結合され前記第２の電圧を受け取る、トランジスタ又は制御された整流器の少なくとも一方と、
前記トランジスタ又は前記制御された整流器の少なくとも一方に結合された出力先端部と、
を備え、前記出力先端部が、
第１端部及び第２端部と、それらの間に延びる長手方向軸と、
前記トランジスタ又は前記制御された整流器の少なくとも一方から電荷を受け取り放電を放つように構成された、前記出力先端部の内部空間に位置する電極と、
前記出力先端部の外側の面に配置される大地帰路と、
を備え、ここで、前記電極と前記大地帰路との間にある空間が、放電を生成するために前記電極及び前記大地帰路と接触している導電性媒体を備えるものとする、放電洗浄デバイス。
前記出力先端部の前記外側の面に少なくとも１つの開口をさらに備え、前記放電が、前記導電性媒体中に波を生じさせ、前記導電性媒体が、前記少なくとも１つの開口を介して前記出力先端部を出るようにさせる、請求項１に記載の放電洗浄デバイス。
前記トランジスタ又は前記制御された整流器の少なくとも一方が、ハイサイドローサイドＭＯＳＦＥＴ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、シリコン制御整流器、バイポーラＮＰＮトランジスタ、バイポーラＰＮＰトランジスタ及びダーリントントランジスタから成る群から選択される、請求項１に記載の放電洗浄デバイス。
前記第２の電圧が前記第１の電圧より高い、請求項１に記載の放電洗浄デバイス。
前記出力先端部を出て行く前記導電性媒体が、プラズマ、圧縮波、ＵＶ放射、ＵＶ光、水和電子、ＯＨ基、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３Ｏ、Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｏ_３、Ｏ、ＨＯ_２、電子、正イオン、負イオン、超酸化物、ナノ粒子、及び抗病原体剤から成る群から選択されるキャビテーション副産物をさらに含む、請求項２に記載の放電洗浄デバイス。
大地帰路が前記出力先端部の内側の面にさらに配置され、前記電極が、特定の距離でその大地帰路と対向する、請求項１に記載の放電洗浄デバイス。
前記出力先端部が、前記電極及び前記大地帰路の一方と接触している絶縁層をさらに備え、前記絶縁層が少なくとも１つの穿孔を有し、前記少なくとも１つの穿孔が、前記電極及び前記大地帰路の間の電気結合のための領域を規定する、請求項１に記載の放電洗浄デバイス。
前記電源、結合される前記回路、前記放電コンデンサ、及び前記トランジスタと制御された整流器の少なくとも一方が入れられる筐体をさらに備える、請求項１に記載の放電洗浄デバイス。
前記出力先端部が前記筐体に対して着脱可能である、請求項８に記載の放電洗浄デバイス。
前記少なくとも１つの開口が、前記出力先端部の前記第１端部にある、請求項２に記載の放電洗浄デバイス。
前記出力先端部の前記外側の面が、非平面になるように構成される、請求項２に記載の放電洗浄デバイス。
前記少なくとも１つの開口が、前記出力先端部が患者の口腔内に挿入される際、歯の中の副根管を対象とするように前記出力先端部を出て行く前記導電性媒体を誘導するように構成される、請求項５に記載の放電洗浄デバイス。
前記少なくとも１つの開口が、前記長手方向軸に対して０度以上及び１８０度以下の特定の角度のところに構成される、請求項１２に記載の放電洗浄デバイス。
前記少なくとも１つの開口が、前記長手方向軸に対して４５度以上及び１１５度以下の角度のところに構成される、請求項１２に記載の放電洗浄デバイス。
デバイスを作動させるスイッチと、
第１の電圧を生成するための電源と、
前記電源に結合され、前記電源から前記第１の電圧を受け取り、そして前記第１の電圧を第２の電圧に変換する回路と、
前記回路に結合され、前記回路から前記第２の電圧を受け取るための放電コンデンサと、
前記放電コンデンサに結合され前記第２の電圧を受け取る、トランジスタ又は制御された整流器の少なくとも一方と、
前記トランジスタ又は前記制御された整流器の少なくとも一方に結合された出力先端部と、
を備え、前記出力先端部が、
第１端部及び第２端部と、それらの間に延びる長手方向軸と、
前記トランジスタ又は前記制御された整流器の少なくとも一方から電荷を受け取り放電を放つように構成された、前記出力先端部の内部空間に位置する電極と、
前記出力先端部の外側の面を備える大地帰路と、
を備え、
前記電極と前記大地帰路との間の空間が第１の導電性媒体を有し、前記第１の導電性媒体が前記電極及び前記大地帰路と接触することで放電を生じさせる大地帰路とを備えるものとする、放電洗浄デバイスを得るステップと、
前記デバイスの前記出力先端部を第２の導電性媒体の中に位置決めするステップと、
前記スイッチで前記デバイスを作動させて前記放電を制御するステップと、
を含む、キャビテーション及び／又はプラズマ放出の少なくとも一方を生じさせる方法。