CN106794357A

CN106794357A - 杀菌装置

Info

Publication number: CN106794357A
Application number: CN201580050471.6A
Authority: CN
Inventors: 森淳; S·蒂姆
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2035-06-29
Also published as: JPWO2016042879A1; JP6303019B2; EP3195900A1; WO2016042879A1; JP2018126522A; JP6609338B2; CN106794357B; US10307495B2; US20170290932A1; EP3195900A4

Abstract

本发明提供一种同时实现优异的安全性和操作性的杀菌装置。本发明的一个实施方式的杀菌装置(1)对患部(6)照射包含紫外线的光，该杀菌装置(1)出射：在190nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光(L_λ1)和在400nm以上780nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光(L_λ2)。

Description

杀菌装置

技术领域

本发明涉及通过照射紫外线来杀菌的杀菌装置，更详细来说涉及能够将紫外线的照射范围可视化的杀菌装置。

背景技术

在“手术”这样的感染风险高的医疗行为中，没有百分之百防止感染的方法，在2％～5％的范围内发生手术部位感染(SSI：surgical site infection)。

为了减少手术部位感染(SSI)，需要对患者的合并症、消毒、手术室环境、医疗从业人员的消毒、感染管理等整个手术过程小心谨慎。手术通常在无菌状态下进行，在医疗现场中在各个方面充分考虑了卫生，但手术部位感染(SSI)的发生率根据手术的种类和进行手术的部位而不同。这是因部位的杀菌(灭菌)处理的难易度而引起的。

例如，在血管或尿管配置(留置)导管的导管手术中，手术部位感染(SSI)的发生率超过10％(JANIS SSI部门公开信息2013年7月～12月半期报)。这是因为，直接对这些手术部位进行杀菌是不可能的，现状只能对所插入的导管进行彻底杀菌处理。

因手术部位感染(SSI)而延迟治疗，导致住院日数和医疗花费增加，最终对患者造成负担。住院日数平均延迟15～18日，住院费每件平均增加45～54万日元左右。

在日本手术部位感染(SSI)的发生件数为5374件(JANIS SSI部门公开信息2013年7月～12月半期报)，由此计算可知，由于发生手术部位感染(SSI)导致一年约有48亿日元的医疗费被浪费。而且，对于术后总不能出院而存在经济负担增加的状况的患者在精神上的负担也不能视而不见。因此，期待能够开发可降低手术部位感染(SSI)的发生率的技术。

对于这种技术，专利文献1中公开了利用紫外线灯对手术部位进行杀菌的技术。根据专利文献1，通过紫外线灯照射紫外线，能够对包含手术部位的范围进行杀菌。并且，通过在照射紫外线的同时照射可视光线，将紫外线的照射范围可视化。

另外，在专利文献2中公开了这样一种杀菌装置，其包括：出射约190nm～230nm的波长范围的紫外线的紫外线灯；和实质性地防止紫外线包含上述波长范围以外的光的多层电介质滤波器和化学滤波器等光谱滤波元件。根据专利文献2，能够对微生物菌进行杀菌，而不会对人体细胞造成损伤。

另外，在非专利文献1中，公开了利用滤波器来截止波长210nm以上的光的、基于峰值波长207nm的Kr-Br准分子灯的杀菌技术。根据非专利文献1，能够一边抑制人体细胞的损伤和皮肤细胞的突变的发生，一边对微生物菌进行杀菌。

另外，在专利文献3中记载了用光纤从紫外线的发光源引导紫外线照射到患部的牙周炎的治疗方法。根据专利文献3，牙医使用的器具等的前端部安装光纤，由此能够对牙周炎原菌进行杀菌。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国公开特许公报“特开平10-328289号公报(1998年12月15日公开)”

专利文献2：日本国公开特许公报“特表2014-508612号公报(2014年04月10日公开)”

专利文献3：日本国公开特许公报“特开2011-225318号公报(2011年09月22日公开)”

非专利文献

非专利文献1：Plos ONE8(10)e76968(2013年10月15日出版)

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，在上述的现有技术中，具有以下的问题。即，在专利文献1中，没有确定对患部照射的紫外线和可视光线的波长，因此根据所照射的紫外线的波长不同，存在给人体细胞造成损伤的问题。

另外，在专利文献2和非专利文献1中，仅照射紫外线，所以无法可视化紫外线的照射范围。在实际的手术环境中，需要将紫外线快速照射到目标患部。因此，无法可视化紫外线的照射范围在手术环境中存在处理困难的问题。另外，在专利文献2中，提出了吸收材料中使用荧光材料，在吸收紫外线时，发出可视光，显示灯正在工作的技术，但该技术并没有可视化紫外线的照射范围。

另外，在专利文献3中，没有确定对患部照射的紫外线的波长，所以根据所照射的紫外线的波长不同，存在对人体细胞造成损伤的问题。并且，在专利文献3中，仅照射紫外线，所以存在无法可视化紫外线照射范围的问题。

本发明是鉴于上述现有的问题而做出的，其目的在于提供一种能够同时实现优异的安全性和操作性的杀菌装置。

解决技术问题的技术手段

为了解决上述问题，本发明的一个实施方式的杀菌装置，将包含紫外线的光照射到对象物，所述杀菌装置的特征在于，出射：在190nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光；和在400nm以上780nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光。

发明效果

根据本发明的一个实施方式，具有如下效果，能够提供同时实现优异的安全性和操作性的杀菌装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的杀菌装置的结构例的框图。

图2是表示从图1所示的杀菌装置照射到患部的光的光谱的曲线图。

图3是将图2所示的大于230nm且小于400nm的波长范围的光谱放大后的曲线图。

图4是表示本发明的实施方式2的杀菌装置的结构例的框图。

图5是表示本发明的实施方式3的杀菌装置的结构例的框图。

图6是表示本发明的应用例的示意图。

图7是表示本发明的应用例的示意图。

图8是表示本发明的应用例的示意图。

图9是表示本发明的应用例的示意图。

图10是表示本发明的应用例的示意图。

具体实施方式

【实施方式1】

以下，基于图1～图3对本发明的实施方式进行说明如下。本实施方式的杀菌装置将包含紫外线的光照射到患部(对象物)进行杀菌。在本说明书中，紫外线是指波长为10nm以上且小于400nm的光，意指一般来说被认为具有杀菌效果的波长范围。

另外，在本实施方式中，对作为紫外线将紫外线激光照射到患部的结构的一例进行说明，但本发明不限于以下的结构。

<杀菌装置1的结构>

图1时表示本实施方式的杀菌装置1的结构的框图。如图1所示，杀菌装置1包括半导体激光元件(激光源)2、频率倍增元件(频率变换元件)3、减光元件4和壳体5。

(半导体激光元件2)

半导体激光元件2是振荡输出(出射)在400nm以上460nm以下的波长范围具有峰值波长的第二波长光L_λ2的光源。从该半导体激光元件2振荡输出的第二波长光L_λ2是波长和相位一致的相干可视光激光。半导体元件2将第二波长光L_λ2射向频率倍增元件3。

(频率倍增元件3)

频率倍增元件3接收从半导体激光元件2振荡输出的第二波长光L_λ2，将该第二波长光L_λ2的一部分的频率倍增(将波长减半)，将其变换为在200nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光L_λ1(λ₁＝λ₂/2)。第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2两者同时从频率倍增元件3作为激光出射。

这样的频率倍增元件3例如能够由晶体非线性光学材料构成。作为单晶非线性光学材料的例子，可以列举β硼酸钡(Beta-Barium Borate；BBO)、氟硼酸铍酸钾(potassiumfluoroboratoberyllate)、四硼酸锂(lithium tetraborate)、四硼酸锂铷(lithium rubidium tetraborate)或氟化镁钡(magnesium barium fluoride)等。

另外，频率倍增元件3的细节公开在日本特开2013-88822号公报等中，所以在本说明书中，省略对频率倍增元件3的详细说明。

频率倍增元件3将第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2射向减光元件。

(减光元件4)

减光元件4为对从频率倍增元件3出射的第二波长光L_λ2进行减光(衰减)。减光元件4将第二波长光L_λ2的一部分吸收或反射，从而对第二波长光L_λ2进行减光。另一方面，减光元件4使从频率倍增元件3射出的第一波长光L_λ1以几乎没有减光的方式透射。

作为这种减光元件4，可以列举干涉滤波器、二向色反射镜等。通过改变减光元件4的衰减(减光)率、透射率或反射率等，能够进行自由地改变第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2的强度比率等的控制。而且，能够进行仅使第二波长光L_λ2中的期望波长范围的光透射，除去其他波长范围的光的控制。

另外，也可以省略减光元件4，将从频率倍增元件3出射的第二波长光L_λ2不减光地从杀菌装置1出射。此外，也可以通过自由地追加具有与减光元件4相同功能的光学元件，对包含在第二波长光L_λ2中的其他波长范围的光(即在减光元件4中被减光的波长范围以外的光)进行减光。

(壳体5)

壳体5是收纳半导体激光元件2、频率倍增元件3和减光元件4的壳体。在壳体5的内部，在一直线上依次设有半导体激光元件2、频率倍增元件3和减光元件4。壳体5的减光元件4侧的端部开口，从该端部向外部出射第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2。

<杀菌装置1的作用和效果>

图2是表示从杀菌装置1照射到患部6的光的光谱的曲线图，图3是将图2所示的大于230nm且小于400nm的波长范围的光谱放大后的曲线图。图2和图3中，纵轴表示辐射照度，纵轴表示波长。

如图2所示，在200nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长P1的第一波长光L_λ1和在400nm以上460nm以下的波长范围内具有峰值波长P2的第二波长光L_λ2照射到患部6。

在200nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长P1的第一波长光L_λ1能够对微生物菌进行杀菌，而对体细胞不造成损伤。因此通过对患部6照射第一波长光L_λ1能够安全地对患部6进行杀菌。

另外，在400nm以上460nm以下的波长范围内具有峰值波长P2的第二波长光L_λ2照射到患部6能够被人眼识别。因此，通过将第二波长光L_λ2与第一波长光L_λ1一起照射到患部6，能够使第一波长光L_λ1的照射范围可视化。

进而，如图3所示，可以知道，几乎不对患部6照射大于230nm且小于400nm的波长范围的紫外线，这种紫外线处于噪声级别。当照射到患部6的大于230nm且小于400nm的波长范围的紫外线的光强度为3mW/cm²以上时，对体细胞造成损伤的可能性提高。因此，在杀菌装置1中，将照射到患部6的大于230nm且小于400nm的波长范围的紫外线的光强度设为小于3mW/cm²，抑制体细胞的损伤。

另外，根据具有将从半导体激光元件2出射的第二波长光L_λ2的一部分变换为第一波长光L_λ1的频率倍增元件3的杀菌装置1，与现有技术相比，具有如下优点。

第一，在杀菌装置1中，第二波长光L_λ2的一部分由频率倍增元件3变换为第一波长光L_λ1，所以几乎不产生有可能对体细胞造成损伤的大于230nm且小于400nm的波长范围的紫外线。因此，无需如专利文献2那样设置用于防止紫外线灯所产生的紫外线包括190nm以上230nm以下的波长范围以外的光的光谱滤波元件等，对杀菌装置1的省空间化有利。另外，光谱滤波元件的透射率达不到100％，导致190nm以上230nm以下的波长范围的紫外线也会衰减，所以光的利用效率下降。而通过杀菌装置1，不会发生这种光的利用效率下降，所以能够实现高的光利用效率。

另外，在专利文献2中，作为用于防止紫外线包含190nm以上230nm以下的波长范围以外的光的其他技术，例如公开了将氩气添加到准分子灯的技术，但该技术会增加制造成本。而通过杀菌装置1，利用价格较低的频率倍增元件3，因此能够抑制制造成本的增加。

第二，在杀菌装置1中，从半导体激光元件2出射的第二波长光L_λ2的一部分不被波长变换而透射频率倍增元件3，与第一波长光L_λ1一起照射到患部6。因此，能够使第一波长光L_λ1的照射范围可视化。因此，不需要分别设置出射用于杀菌的第一波长光L_λ1的光源和出射用于使第一波长光L_λ1的照射范围可视化的第二波长光L_λ2的光源，所以能够使杀菌装置1小型化。

第三，在杀菌装置1中，与利用紫外线灯或LED的情况相比，能够以恒定的光强度将紫外线照射到患部6。在实际的手术环境中，要求快速地将目标光强度的紫外线照射到患部6,。但是，当聚焦来自紫外线灯或LED的紫外线时，如果患部与杀菌装置的距离改变，则紫外线的照射面积就会变化，紫外线的光强度密度也会变化。而通过杀菌装置1，第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2是激光，分别大致为平行光。因此，即使患部6和杀菌装置1的距离发生变化，照射面积也不发生变化，能够以恒定的光强度将第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2照射到患部6。

第四，在杀菌装置1中，第一波长光L_λ1为激光，所以与利用紫外线灯或LED的情况相比，能够减小第一波长光L_λ1的光束直径。因此，对复杂且凹凸不平的患部6也能够适当照射第一波长光L_λ1。

另外，如现有技术那样，对患部6连续照射紫外线的杀菌方法，可能产生如下问题。

1、光源发热。

2、光源的寿命下降的可能性高。

3、对医生非常危险。

4、医生的手等妨碍紫外线到达手术中发生的伤口(称作创伤)。

上述问题1和2对本领域技术人员来说显而易见。关于上述问题3，在手术环境中，常常具有紫外线被手术刀等医疗器具反射的可能性。因此，当紫外线包含对人体有害的波长时，对医生来说可以说处于非常危险的状况。

另外，对上述问题4，在手术过程中，能够充分认识到即使连续照射紫外线，紫外线也会被医生的手等遮挡。此时，实际照射到创伤的紫外线强度下降，所以无法得到利用紫外线的连续照射实现的充分的杀菌效果。

于是，杀菌装置1也可以通过控制半导体激光元件2的驱动，断续地出射第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2。

根据手术部位感染(SSI)正在发生的情况，可以认为在各种手术环境下，微生物菌到达创伤。微生物菌到达创伤后进入其内部。手术中，医生频繁地活动手和器具，所以可以推测，微生物菌进入创伤的内部的时间为手术开始后约1分钟左右。微生物菌进入创伤前，能够利用紫外线进行杀菌，但微生物菌进入到创伤内深处后，利用紫外线的杀菌效果下降。

另外，已知微生物菌在到达创伤后作为自我防御反应，形成生物膜。形成生物膜的时间为到达创伤后约30分钟左右。一旦发生这样的现象，利用紫外线的杀菌效果将大幅下降。

由此，可以说，为了有效对微生物菌进行杀菌，需要：

1、在微生物到达创伤内深处前照射紫外线；

2、在微生物形成生物膜前照射紫外线。

因此，当从杀菌装置1断续地出射第一波长光L_λ1时，优选从手术开始以10分钟间隔切换第一波长光L_λ1的出射/停止，更优选以1分钟间隔切换第一波长光L_λ1的出射/停止。由此，能够维持杀菌效果，并且能够实现杀菌装置1的省电化。

如上所述，本实施方式的杀菌装置1出射在200nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光L_λ1和在400nm以上460nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光L_λ2。

在200nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光L_λ1能够对微生物菌进行杀菌，而对体细胞不造成损伤。因此通过对患部6照射第一波长光L_λ1能够安全地对患部6进行杀菌。

另外，在400nm以上460nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光L_λ2照射到患部6能够被人眼识别。因此，通过将第二波长光L_λ2与第一波长光L_λ1一起照射到患部6，能够使第一波长光L_λ1的照射范围可视化。

因此，根据本实施方式，能够实现同时实现优异的安全性和操作性的杀菌装置1。

另外，在本实施方式中，对将在200nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的光作为第一波长光L_λ1和将在400nm以上460nm以下的波长范围内具有峰值波长的光作为第二波长光L_λ2来利用的结构进行了说明。

然而，第一波长光L_λ1只要是在190nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的光即可，而且第二波长光L_λ2只要是在400nm以上780nm以下的波长范围内具有峰值波长的光即可。只要是在上述波长范围内具有峰值波长的第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2照射到患部6的杀菌装置，就能够同时实现优异的安全性和操作性。

(变形例1)

本发明的杀菌装置也可以分别具有出射在190nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光L_λ1的第一光源、和出射在400nm以上780nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光L_λ2的第二光源。

作为第一光源，可以列举能够出射第一波长光L_λ1的半导体激光元件、灯、LED等紫外线发生光源。出射第一波长光L_λ1的LED一般没有市售的，但例如能够利用《战略创造研究推进事业CREST研究领域<面向新功能创造的光、光量子科学技术>研究课题<230-350nm带InAlGaN类深紫外高效发光器件研究>研究总结报告P.13》中记载的LED。根据该LED，能够出射峰值波长为222nm的紫外线。该LED的发光波长达到220nm～250nm，不过，如果例如使用将峰值波长缩短的LED或者控制电流值使得波长230nm～250nm处的光强度达到3mW/cm²，就能够实现出射第一波长光L_λ1的LED。

另外，作为第二光源，可以列举能够出射第二波长光L_λ2的半导体元件、灯、LED等可视光发生光源。这些光源一般都有市售的，因此在此不再例示。

另外，作为第一波长光L_λ1利用207nm的紫外线，能够对例如腺病毒等适于该波长的病毒进行杀菌。像这样，通过选择适于病毒的波长，不仅能够对微生物菌进行杀菌，还可以对病毒进行杀菌。

(变形例2)

另外，本发明的杀菌装置也可以包括一边扫描第一波长光L_λ1一边对患部6进行照射的扫描机构。由此，不仅能够在局部，还能够广范围地照射第一波长光L_λ1。LED或紫外线灯虽然也能在广范围照射第一波长光L_λ1，通过边扫描边照射作为紫外线的第一波长光L_λ1，对复杂且凹凸不平的患部6也能够以恒定的光强度照射第一波长光L_λ1。

【实施方式2】

基于图4对本发明的其他按实施方式进行说明如下。其中，为了便于说明，对具有与在上述实施方式中说明的部件相同功能的部件标注相同附图标记，省略其说明。

<杀菌装置11的结构>

图4是表示本实施方式的杀菌装置11的结构的框图。其中，图4所示的附图标记a1表示从杀菌装置1出射的第一波长光L_λ1的光束直径，a2表示从平凹透镜8出射的第一波长光L_λ1的光束直径，a2’表示照射到患部6的第一波长光L_λ1的光束直径。

如图4所示，杀菌装置11除了上述的杀菌装置1之外，还包括平凸透镜7和平凹透镜8。

(平凸透镜7)

平凸透镜7是聚焦从杀菌装置1出射的第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2的光学部件。平凸透镜7包括：使从杀菌装置1出射的第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2入射的凸曲面状的入射面7a；和出射第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2的平面状的出射面7b。

平凸透镜7使第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2折射，使得第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2的光束直径逐渐变小，射向平凹透镜8。

(平凹透镜8)

平凹透镜8是将从平凸透镜7出射的第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2变成大致平行光的光学部件。平凹透镜8包括：使从平凸透镜7出射的第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2入射的平面状的入射面8a；和出射第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2的凹曲面状的出射面8b。

平凹透镜8使第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2折射，以使得第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2分别成为大致平行光，射向患部6。

<杀菌装置11的作用和效果>

以第一波长光L_λ1为例对光的平行度进行说明。当令光的平行度为k，从平凹透镜8出射的第一波长光L_λ1的光束直径为a2，照射到患部6的第一波长光L_λ1的光束直径为a2’时，平行度k表示为：

k＝a2/a2’···式(1)。

在式(1)中，完全平行光定义为k＝1时，只要k＞1，第一波长光L_λ1就是聚焦的光(即越向行进方向去光束直径越小的光)，只要k＜1，第一波长光L_λ1就是发散的光(即，越向行进方向去光束直径越大的光)。通过利用该平行度k，能够表达光有多接近平行。

另外，当令平凸透镜7的焦距为f1，平凹透镜8的焦距的绝对值为f2，平凸透镜7与平凹透镜8的间隔为d时，在满足

d＝f1-f2···式(2)

的情况下，能够使第一波长光L_λ1成为完全平行光。

当使平凸透镜7与平凹透镜8的间隔d小于由式(2)求取的值(f1-f2)时，能够聚焦第一波长光L_λ1，当使平凸透镜7与平凹透镜8的间隔d大于由式(2)求取的值(f1-f2)时，能够发散第一波长光L_λ1。

另外，在手术环境中，可以认为，杀菌装置11和患部6的距离实际上为1m以内。因此，在手术过程中，照射第一波长光L_λ1时，杀菌装置11和患部6的距离变化的上限为1m的距离。

因此，在本说明书中，大致平行光是指，在式(1)中满足：

0.2＜k＜5···式(3)。

像这样，通过利用平凸透镜7和平凹透镜8，能够将光束直径从a1减少到a2’的大致平行光的第一波长光L_λ1照射到患部6。因此，即使杀菌装置11和患部6的距离发生变化，也能够以恒定的光强度将第一波长光L_λ1照射到患部6。

另外，能够减小照射到患部6的第一波长光L_λ1的光束直径a2’，例如能够使光束直径a2’小于1cm²。由此，也能够对复杂且凹凸不平的患部6适当地照射第一波长光L_λ1。

另外，在杀菌装置11中，与第一波长光L_λ1一起，第二波长光L_λ2也作为减少了光束直径的大致平行光照射到患部6，因此能够适当地使第一波长光L_λ1的照射范围可视化。

在本实施方式中，说明了相对于从杀菌装置1出射的第一波长光L_λ1的光束直径a1，减少照射到患部6的第一波长光L_λ1的光束直径a2’(a1＞a2’)的结构，但本发明不限于此。利用同样的原理，也可以采用相对于从杀菌装置1出射的第一波长光L_λ1的光束直径a1，增加照射到患部6的第一波长光L_λ1的光束直径a2’(a1＜a2’)的结构。

【实施方式3】

基于图5对本发明的其他实施方式进行说明如下。其中，为了便于说明，对具有与在上述实施方式中说明的部件相同功能的部件标注相同附图标记，省略其说明。

<杀菌装置12的结构>

图5是表示本实施方式的杀菌装置12的结构的框图。该杀菌装置12可以用作医疗用植入物的杀菌装置。其中，从杀菌装置1出射的光包括第二波长光L_λ2，但在附图中省略了第二波长光L_λ2，仅图示了第一波长光L_λ1。

如图5所示，杀菌装置12除了上述的杀菌装置1之外，还包括光纤9。

(光纤9)

光纤9是引导从杀菌装置1出射的第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2的导光部件。该光纤9使第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2从一端入射，并从形成在另一端附近的周面上的多个出射孔出射第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2。

光纤9是将中心的内芯用比该内芯更低折射率的包覆层包覆的两层结构。内芯以激光的吸收损失几乎为零的石英玻璃(二氧化硅)为主成分，包覆层以比内芯更低折射率的石英玻璃或合成树脂材料为主成分。

<杀菌装置12的作用和效果>

作为医疗用植入物，广泛已知有左心辅助心脏泵或导管10。左心辅助心脏泵在心脏治疗中其重要度不断增加。这些对等待完全心脏移植的患者来说是个希望。然而，在医疗用植入物中存在决定性的问题。那就是：医疗用植入物的与体外接触的部分，即在为左心辅助心脏泵的情况下的与电源连接的电气传输路径，在为导管10的情况下的置于体外的导管的出口部分(放置泵的情况较多)，在淋浴时等容易引起感染。

通过杀菌装置12，当导管10位于体内时，也能够照射第一波长光L_λ1，对存在于导管10附近的微生物菌和病毒进行杀菌。当然，第一波长光L_λ1不会对导管10附近的体细胞造成损伤。

从杀菌装置1出射的第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2入射到光纤9。导管10通过在皮肤61上所开的穿孔62贯通皮肤61插入到人体内。

第一波长光L_λ1在光纤9内传播，在导管10附近从光纤9的周面出射。由此，即使在导管10位于体内时，也能够对导管10照射第一波长光L_λ1，降低导管10所致的感染的概率。

另外，从杀菌装置1出射的第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2为激光，因此能够以高的耦合效率入射到光纤9。因此，通过杀菌装置12，能够提高光的利用效率。

【实施方式4】

基于图6～图10，对本发明的其他实施方式进行说明如下。其中，为了便于说明，对具有与在上述实施方式中说明的部件相同功能的部件标注相同附图标记，省略其说明。

在本实施方式中，对本发明的杀菌装置的具体应用例进行说明。

(应用例1)

图6是表示笔型的杀菌装置13的立体图。如图13所示，可以考虑将本发明的杀菌装置做成笔型的杀菌装置13。此外，也可以将光纤9连接到笔型的杀菌装置13，使第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2(省略图示)传播并出射。

例如，如果采用利用频率倍增元件3的杀菌装置，则通过做成笔型的杀菌装置13，能够用电池驱动。因此，在实际的手术环境中，能够方便地使用笔型的杀菌装置13。

(应用例2)

图7是表示能够安装在医疗用手套40的杀菌装置14的示意图。如图7所示，也可以在医疗用手套40上安装杀菌装置14。由此，能够对手术者所指示的地方快速照射第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2(省略图示)。

(应用例3)

图8是表示医疗用护目镜型的杀菌装置15的示意图。该医疗用护目镜型的杀菌装置15在护目镜50中内置有未图示的杀菌装置1。

内置有杀菌装置1的护目镜50，除了一般使用的医疗用护目镜的功能外，还优选具有能够切断紫外线的功能。另外，例如通过将摄像机、传感器等安装在护目镜50上，能够在手术者的视线前方照射第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2(省略图示)。

(应用例4)

图9是表示能够安装在头盔60上的杀菌装置16的示意图。如图9所示，杀菌装置16也可以安装在头盔60上。另外，例如通过将摄像机、传感器等安装在头盔60上，能够在手术者的视线前方照射第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2(省略图示)。

(应用例4)

图10是表示能够用于牙科手术的杀菌装置17。已知在牙科手术中，特别是牙周炎很容易复发。在口内存在善球菌和恶球菌两种，两种球菌生成生物膜。微生物菌逃入该生物膜中增殖。

在牙周炎中，形成称作牙周囊的深槽，除了物理上药剂无法到达之外，生物膜内的微生物菌还无法用药剂进行杀菌。

然而，如图10所示，通过杀菌装置17，能够利用紫外线对牙周囊进行杀菌，通过由杀菌装置17将第一波长光L_λ1照射到局部部位，能够进行牙周炎治疗。

另外，本发明的杀菌装置的应用例不限于上述内容。例如，也可以将杀菌装置应用于内视镜。此时，在内视镜的内部内置杀菌装置，将杀菌装置出射的第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2用光纤传播而从内视镜的前端出射。由此，能够一边看着内视镜摄像机的图像，一边能够局部地照射第一波长光L_λ1和第二波长光L_λ2。

【总结】

本发明的方式1的杀菌装置，将包含紫外线的光照射到对象物(患部6)，其特征在于，出射：在190nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光；和在400nm以上780nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光。

在上述结构中，杀菌装置出射在190nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光。在190nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光能够对微生物菌进行杀菌，而对体细胞不造成损伤。因此通过向对象物照射第一波长光能够安全地将对象物进行杀菌。

另外，在上述结构中，杀菌装置出射在400nm以上780nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光。在400nm以上780nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光能够被人眼识别。因此，通过将第二波长光与第一波长光一起照射到对象物，能够使第一波长光的照射范围可视化。

因此，根据上述结构，能够实现同时实现优异的安全性和操作性的杀菌装置。

另外，本发明的方式2的杀菌装置中，也可以在上述方式1中，使照射到所述对象物的大于230nm且小于400nm的波长范围的光的强度小于3mW/cm²。

当照射到对象物的大于230nm且小于400nm的波长范围的光的强度为3mW/cm²以上时，对体细胞造成损伤的可能性增加。因此，通过使照射到所述对象物的大于230nm且小于400nm的波长范围的光的强度小于3mW/cm²，能够抑制体细胞的损伤。

因此，根据上述结构，能够进一步提高杀菌装置的安全性。

另外，本发明的方式3的杀菌装置中，也可以在上述方式1或2中，包括：振荡输出所述第二波长光的激光源；和接收从所述激光源振荡输出的所述第二波长光，将该第二波长光的一部分变换为所述第一波长光的频率变换元件，所述频率变换元件出射所述第一波长光和没有被变换成该第一波长光的所述第二波长光。

在上述结构中，杀菌装置包括将从激光源出射的第二波长光的一部分变换为第一波长光的频率变换元件，从该频率变换元件出射的第一波长光和第二波长光照射到对象物。根据这种结构，相比于现有技术有以下优点。

第一，在上述结构中，第二波长光的一部分由频率变换元件变换为第一波长光，所以几乎不产生有可能对体细胞造成损伤的大于230nm且小于400nm的波长范围的紫外线。因此，无需如专利文献2那样设置用于防止紫外线灯所产生的紫外线包括190nm以上230nm以下的波长范围以外的光的光谱滤波元件等，对杀菌装置的省空间化有利。另外，光谱滤波元件的透射率达不到100％，导致190nm以上230nm以下的波长范围的紫外线也会衰减，所以光的利用效率下降。而通过上述结构，不会发生这种光的利用效率下降，所以能够实现高的光利用效率。

另外，在专利文献2中，作为用于防止紫外线包括190nm以上230nm以下的波长范围以外的光的其他技术，例如公开了将氩气添加到准分子灯的技术，但该技术会增加制造成本。而通过上述结构，利用价格较低的频率倍增元件，因此能够抑制制造成本的增加。

第二，在上述结构中，从激光源出射的第二波长光的一部分没有被波长变换而透射频率变换元件，与第一波长光一起照射到对象物。因此，能够使第一波长光的照射范围可视化。因此，不需要分别设置出射用于杀菌的第一波长光的光源和出射用于可视化第一波长光的照射范围的第二波长光的光源，所以能够使杀菌装置小型化。

第三，在上述结构中，与利用紫外线灯或LED的情况相比，能够以恒定的光强度将紫外线照射到对象物。在实际的手术环境中，要求快速地将目标光强度的紫外线照射到患部(对象物)。但是，当聚焦来自紫外线灯或LED的紫外线时，如果患部与杀菌装置的距离改变，则紫外线的照射面积就会变化，紫外线的光强度密度也会变化。而通过上述结构，第一波长光和第二波长光是激光，分别大致为平行光。因此，即使对象物和杀菌装置的距离改变，照射面积也不发生变化，能够以恒定的光强度将第一波长光和第二波长光照射到对象物。

第四，在上述结构中，第一波长光为激光，所以与利用紫外线灯或LED的情况相比，能够减小第一波长光的光束直径。因此，对复杂凹凸不平的患部(对象物)也能够适当地照射第一波长光。

另外，本发明的方式4的杀菌装置中，也可以在上述方式1～3的任一项中，包括对所述第二波长光进行减光的减光元件。

根据上述结构，通过改变减光元件的衰减率、透射率或反射率等，能够进行自由地改变第一波长光和第二波长光的强度比率等的控制。而且，根据上述结构，能够进行仅使第二波长光中的期望波长范围的光透射来除去其他波长范围的光的控制。

本发明的方式5的杀菌装置中，也可以在上述方式1～4的任一项中，所述第一波长光为大致平行光，所述第二波长光为大致平行光。

在上述结构中，第一波长光和第二波长光各自为大致平行光，因此即使杀菌装置与对象物的距离发生变化，照射面积也不变。

因此，通过上述结构，即使杀菌装置与对象物的距离发生变化，也能够以恒定的光强度将第一波长光和第二波长光照射到对象物，因此能够提高杀菌装置的操作性。

另外，本发明的方式6的杀菌装置中，也可以在上述方式1～5的任一项中，使照射到上述对象物的上述第一波长光的光束直径小于1cm²。

通过上述结构，因为使照射到对象物的第一波长光的光束直径小于1cm²，因此对复杂且凹凸不平的患部(对象物)也能够适当地照射第一波长光。

另外，本发明的方式7的杀菌装置中，也可以在上述方式1～6的任一项中，断续地出射上述第一波长光。

通过上述结构，因为向对象物断续地照射第一波长光，能够在维持杀菌效果的同时，实现光源的长寿化和杀菌装置的省电化等。

本发明不限于上述各实施方式，也可以在权利要求中所示范围内进行各种变更，将不同的实施方式分别与所公开的技术方案适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。进而，通过将各实施方式分别与所公开的技术方案组合，能够实现新的技术特征。

【补充】

本发明也能够能够表达如下。即一种杀菌装置，向对象物照射包含紫外线的光，其特征在于，出射：在190nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光；和在400nm以上780nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光。

另外，在本发明的实施方式中，进一步优选使照射到所述对象物的大于230nm且小于400nm的波长范围的光的强度小于3mW/cm²。

另外，在本发明的实施方式中，优选包括使所述第二波长光衰减的装置。

另外，在本发明的实施方式中，优选所述第一波长光和所述第二波长光为大致平行光。

另外，在本发明的实施方式中，优选所述第一波长的光束直径小于1cm²。

另外，在本发明的实施方式中，优选以脉冲的方式产生所述第一波长光。

工业实用性

本发明能够用于照射紫外线的杀菌装置，特别能够适当用于手术中使用的医疗设备。

附图标记说明

1 杀菌装置

2 半导体激光元件(光源)

3 频率倍增元件(频率变换元件)

4 减光元件

5 壳体

6 患部(对象物)

7 平凸透镜

8 平凹透镜

9 光纤

10 导管

11 杀菌装置

12 杀菌装置

13 杀菌装置

14 杀菌装置

15 杀菌装置

16 杀菌装置

17 杀菌装置

61 皮肤

62 穿孔(对象物)

a2’ 光束直径

Lλ1 第一波长光

Lλ2 第二波长光

P1 峰值波长

P2 峰值波长。

Claims

1.一种杀菌装置，其将包含紫外线的光照射到对象物，该杀菌装置的特征在于，出射：

在190nm以上230nm以下的波长范围内具有峰值波长的第一波长光；和

在400nm以上780nm以下的波长范围内具有峰值波长的第二波长光。

2.如权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于：

照射到所述对象物的大于230nm且小于400nm的波长范围的光的强度小于3mW/cm²。

3.如权利要求1或2所述的杀菌装置，其特征在于，包括：

振荡输出所述第二波长光的激光源；和

接收从所述激光源振荡输出的所述第二波长光，将该第二波长光的一部分变换为所述第一波长光的频率变换元件，

所述频率变换元件出射所述第一波长光和没有被变换成该第一波长光的所述第二波长光。

4.如权利要求1至3中任一项所述的杀菌装置，其特征在于：

包括对所述第二波长光进行减光的减光元件。

5.如权利要求1至4中任一项所述的杀菌装置，其特征在于：

所述第一波长光为大致平行光，

所述第二波长光为大致平行光。