具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

实施例1间歇式等离子体放电装置

如图1所示为本发明一实施例提供的一种用于神经系统疾病治疗的等离子体装置，该装置包括：气瓶1、气/电路控制器2和等离子体发生器3，图1中的示例的气瓶1为高纯气体罐，高纯气体罐中储存的可以是氦气或者氩气。气瓶1通过第一气管41与气/电路控制器2连接，气/电路控制器2通过第二气管42、高压线43和地线44与等离子体发生器3连接。在本发明实施例中，术语“高压线”是指相对于地线输出相对较高的电压的线路，而非用于限定高压线上施加的电压为10Kv以上的电压。在本发明实施例中，在高压线上施加的电压的值通常在0-10kV范围内。

如图2所示，气/电路控制器2包括供电控制模块21、气体控制模块22和电气参数模块23，此外还可包括控制面板(图2中未示出)。供电控制模块21可包括调控电源211和时间控制模块212，其中，调控电源211经由高压线43和地线44与等离子体发生器3连接，以向等离子体发生器3提供要施加在其金属电极之间的电压，以便利用金属电极的放电和气体控制模块输入到等离子体发生器3中的气体来产生等离子体射流。调控电源211输出的电压可以是恒压，也可以是脉冲电压，调控电源211可设有电压挡位调节器和频率挡位调节器，电压挡位调节器用于接高压线43上的电压值，频率挡位调节器用于调整输出电压的频率，通过调节施加在等离子体发生器上的电压和频率可以控制等离子体发生器3的金属电极间的放电强度和等离子体射流长度(金属电极的放电时长)。时间控制模块212可包括控制主板和逻辑电路，用于在控制主板的控制下经由逻辑电路向气体控制模块22和等离子体发生器3提供同步控制信号，也即时间控制模块212的输出端既与气体控制模块22连接，又与等离子体发生器3连接，用于控制等离子体发生器3的供电供气、断电断气同步。在本发明实施例中，等离子体发生器3可以以设定的时间模式进行工作，该时间模式(或称放电模式)可包括间歇模式和持续模式，间歇模式用于间歇性地向等离子体发生器提供高压，而持续模式用于持续向等离子体发生器提供高压。在发明实施例中，可利用控制面板来设置或调节时间模式、电压、频率、气体流量和总的放电时间等参数，通过调节金属电极间施加的电压和频率以及气体控制模块输出的气体流量可以控制金属电极的放电强度，通过调节时间模式和放电时长可以控制等离子体发生器3定时进行间歇式或持续式放电。

如图3所示，气体控制模块22包括气体流量计221、控制芯片222和气动电磁阀223。具体地，如图3所示，气体控制模块22的气体流量计221一端通过第一气管41与气瓶1连接，另一端与气动电磁阀223的进气孔连接，用于调节气体流量，气动电磁阀223的出气孔通过第二气管42与等离子体发生器3的进气口36连接。控制芯片222的输入端连接时间控制模块212，输出端连接气动电磁阀223，通过识别时间控制模块212输出的同步控制信号来控制气动电磁阀223的出气孔开启或关闭。

如图4所示，等离子体发生器3可包括绝缘壳体31、第一金属电极32、第二金属电极33、绝缘介质管34、绝缘固定套筒35和进气口36。第一金属电极32、第二金属电极33、绝缘介质管34和绝缘固定套筒35可被封装于绝缘壳体31内。绝缘壳体31可被设计为手持式，从而使得整个等离子体发生器3小巧便携，可手持。在一实施例中，等离子体发生器的绝缘壳体31可设计为圆柱状，但本发明并不限于此，还可以是其他便于手持和/或便于其他部件封装于内的形状。气瓶1用于向等离子体发生器3供气，气/电路控制器2用于调节气体流量、电压、电压信号频率等放电参数从而控制等离子体发生器3的放电强度，通过供电控制模块21和气体控制模块22定时同步控制供电和供气进而控制等离子体发生器3的放电时间。此外，电气参数模块23连接电控制模块21和气体控制模块22，通过电气参数模块23可监测等离子发生器3的放电参数，从而可以监测等离子发生器3的放电状态。

如图4所示，绝缘壳体31还设有与绝缘介质管34末端齐平的喷口，等离子体射流在等离子体发生器的第一金属电极32和第二金属电极33间产生，向绝缘介质管34末端传播并从绝缘壳体31喷口处喷出。

在本发明一实施例中，供电控制模块21经由电气参数模块23与穿出等离子体发生器3的绝缘壳体31的高压线43和地线44连接，高压线43、地线44分别与第一金属电极32、第二金属电极33连接，以在第一金属电极32和第二金属电极33之间产生用于产生等离子体的高压。第一金属电极32置于绝缘介质管34内部，第二金属电极33包覆在绝缘介质管34外壁，第一金属电极32和第二金属电极33分别通过高压线43和地线44穿出绝缘壳体31连接供电控制模块21和电气参数模块23。

本发明一些实施例中，电气参数模块23由一些关于电压、电压的输出频率、气体流量等的表计构成，用于基于各表计的数值监测等离子体的放电状态，帮助判断等离子体干预过程中等离子体各项参数是否出现异常或者是否达标，从而维护治疗的安全性和精确性。

具体地，如图5所示，气/电路控制器2通过控制面板24进行调控，控制面板24上设有电路总开关(总电源开关)241、电压调节旋钮242、频率调节旋钮243、气体流量调节旋钮244和时间控制主板245。时间控制主板245包括电子显示屏2451、“时”选择按钮2452、“分”选择按钮2453、“秒”选择按钮2454和时间模式选择按钮2455。电路总开关241用于控制整个电路的通断，电压调节旋钮242、频率调节旋钮243和气体流量调节旋钮244分别用于调节为等离子体发生器3提供的电压大小、电压频率和气体流量，电子显示屏2451用于显示所选时间，以指示总的放电时长；“时”选择按钮2452、“分”选择按钮2453和“秒”选择按钮2454用于选择时间的“时”、“分”和“秒”，时间模式选择按钮2455用于选择间歇模式或持续模式。

具体地，如图6所示，等离子体发生器3的绝缘固定套筒35内可设置有沿轴向设置的一组通孔，例如绝缘固定套筒35可包括第一通孔351和第二通孔352，第一通孔351和第二通孔352可以是同轴的，但孔径不同，第一通孔351孔径略大于第一金属电极32的直径，用于插入并固定第一金属电极32，第二通孔352孔径略大于绝缘介质管34的直径，用于插入并固定绝缘介质管34。此外，绝缘固定套筒35侧面沿垂直轴向还可设有第三通孔353，第三通孔353与进气口36粘接，用于向绝缘介质管34中通入气体。本发明一实施例中，进气口36可设计为宝塔形，以保证连接气管时密封性良好，但本发明并不限于此，而还可以是其他形状。

绝缘介质管34插入第二通孔352并固定后，第一金属电极32经由第一通孔351、第二通孔352插入到绝缘介质管34内部，第二金属电极33紧密粘接在距离第一金属电极32一段距离处的绝缘介质管34外壁，等离子体在第一金属电极32和第二金属电极33之间产生并从绝缘介质管34的末端喷出至绝缘壳体31的喷口外。在本发明一些实施例中，第一金属电极32和第二金属电极33可分别采用不锈钢针和铝箔环，绝缘介质管34可采用石英玻璃管，在第一金属电极32和第二金属电极33之间所采用的放电方式为针-环介质阻挡放电。在此，第一金属电极32、第二金属电极33和绝缘介质管34的材料仅为示例，本发明并不限于此，第一金属电极32、第二金属电极33还可以是其他金属电极材质，绝缘介质管34还可以是其他硬质绝缘介质。

本实施例的等离子体发生器3的使用步骤如下：通过气瓶1和气体控制模块22向等离子体发生器3通入气体，例如向等离子体发生器3的绝缘固定套筒35通入气体，通过气/电路控制器2的控制面板24打开电路总开关241，调节在第一金属电极32和第二金属电极33之间施加的电压、电压输出的频率和气体流量等，通过“时”选择按钮2451、“分”选择按钮2452和“秒”选择按钮2453设定等离子体发生时间，通过时间模式按钮2455设定时间模式为间歇模式，时间控制模块基于通过控制面板设置的时间和时间模式控制，使得等离子体发生器3绝缘壳体31的喷口处间歇性产生等离子体射流，将鼻腔对准等离子体射流即可对患者进行间歇性吸入干预。在时间控制模块212的控制下，等离子体发生器3被供电供气时，患者吸入等离子体射流，等离子体发生器3被断电断气时，患者吸入空气，如此反复(例如等离子体吸入5秒，停5秒，正常呼吸空气，如此反复重复2分钟)。干预过程中，电气参数模块23对等离子体放电状态进行实时监测。干预完毕后，供电控制模块21自动断电，等离子体束流停止产生。本发明中，所产生的等离子体束流宏观温度接近常温，对正常细胞或生物组织几乎没有损害。

本发明实施例的间歇式等离子体放电装置体积小，制作简单，易于拆卸和更换电极，便携可移动。

此外，本发明一些实施例中，大气压等离子体中包含能够对神经系统产生有益影响的活性物质，以鼻腔吸入大气压等离子体的方式来进行干预，为神经系统疾病的治疗提供了新的思路和手段。

进一步地，本发明一些实施例中，由于设置了时间控制模块来同步控制等离子体发生器的供电和供气，通过调节时间模式可以定时间歇性地产生等离子体，使患者交替吸入等离子体和空气，防止长时间不间断吸入等离子体引发的不适感。

进一步地，本发明一些实施例中，通过电源参数和气体流量的调节来控制等离子体强度和活性物质浓度，可以根据脑缺血程度选择不同的干预强度，实现定制化治疗，增强了装置的灵活性。

实施例2等离子体放电装置

采用针-环介质阻挡放电结构，石英玻璃管做介质管，内径1mm，外径3mm，曲率半径约0.05mm的不锈钢针做高压电极，地电极由宽2mm的铝箔在石英管外缠绕而成，针尖到地电极的距离以及地电极到管口的距离是10mm；驱动电压5.6千伏，频率5000赫兹，超纯氦气(99.999％)放电。本实施例的装置也可以用于实施例3的实验。

实施例3间歇性等离子体吸入在改善脑梗死和脑水肿中的新用途

一、实验材料

1.等离子体放电装置：将实施例1制作的等离子体放电装置应用于大鼠脑缺血模型干预实验。

2.实验动物:成年雄性SD大鼠，体重200-220g，购买后被置于聚丙烯笼中，12h周期明-暗交替环境下饲养，允许自由摄取食物水。用随机数字表法将大鼠随机分为假手术组(仅进行手术，不栓塞血管，用于对照)，模型组，和等离子体吸入组，每组6只。实验过程均遵循3R原则减少动物使用数量和动物痛苦。

二、实验方法

1、制作大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型：

利用线栓法进行大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)造模，构建了缺血性脑卒中疾病模型，具体操作为：腹腔注射100mg/kg+10mg/kg氯胺酮+甲苯噻嗪进行麻醉。麻醉成功后，SD大鼠颈部正中切口，分离表层肌肉及筋膜找到颈总动脉，剥离颈总动脉分叉处的血管，游离部分颈总动脉、颈外动脉、颈内动脉，动脉夹结扎颈外动脉两端，在结扎中间位置用眼科手术剪剪开一个小口，准备0.38mm的硅胶被覆的线拴，用眼科镊持线栓穿入颈外动脉，进入颈总动脉，将栓子推入到颈内动脉和颈外动脉分叉处转入颈内动脉适当位置，完成MCAO模型制作。松开动脉夹，缝合切口。

造模45min后进行MRI检测，以判断模型构建是否成功。

2、给药干预：

选择模型构建成功的大鼠，按如图7所示的方法，使用等离子体鼻腔吸入的方式进行干预。

在缺血损伤60分钟(线栓顺利插入血管指定位置后开始计时)后给予等离子体间歇吸入干预(图7)，具体干预方式为等离子体吸入5秒，停5秒，反复进行，整个过程持续2分钟，干预后15分钟对大鼠进行磁共振检测，评估干预的短期效果。造模90分钟后，麻醉大鼠，拔出栓子，恢复血流供应，模拟脑卒中治疗后的血管再通过程，大鼠继续正常饲养到24小时后观察最终效果，分别对大鼠进行磁共振和脑组织TTC(2，3，5－三苯基氯化四氮唑)染色检测。

三、实验结果

图8和图9的结果表明，等离子体处理后，短期内能减少大脑缺血体积，同时明显减少脑缺血损伤区域的蔓延；血管再通24小时后，TTC染色和磁共振图像都表明，等离子体处理明显减少了脑梗死体积，等离子体处理能够明显改善治疗效果。

图10和图11的结果表明，脑梗死48小时后脑水肿最为严重，所以各组大鼠被继续饲养48小时后进行MRI检测，结果如下图所示，显示为各组大鼠T2WI序列磁共振图像，浅色区域为脑水肿区域。MCAO模型组大鼠脑水肿明显，大脑中位线发生明显偏移。而经过等离子体干预后，大鼠脑水肿明显减轻。

该模型示例中的参数仅为示例，并非用于限制本发明，基于临床试验等确定不同患者不同并且严重情况下合适的参数。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。