JP2001332215A - 光線力学治療及び光線力学診断用ランプ - Google Patents

光線力学治療及び光線力学診断用ランプ

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JP2001332215A JP2000148097A JP2000148097A JP2001332215A JP 2001332215 A JP2001332215 A JP 2001332215A JP 2000148097 A JP2000148097 A JP 2000148097A JP 2000148097 A JP2000148097 A JP 2000148097A JP 2001332215 A JP2001332215 A JP 2001332215A
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立躬 平本
Tadatoshi Azuma
忠利 東
Makoto Kimura
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光線力学治療(PDT)及び光線力学診断
(PDD)で使用される感光剤において、該治療、又は
該診断に適した光を主に放射する放電ランプ及びPD
T、PDD用装置を提供する。 【解決手段】本発明の放電ランプは、PDT用として60
0nm乃至800nmの波長域内に比較的大きな吸光係数を持つ
感光剤の吸光波長に適合した波長の光を放射する放電ラ
ンプにおいて、600nm乃至640nm、及び660nm乃至720nmの
波長域の光を放射する為に発光元素としてLi(リチウ
ム)を0.1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,Kr,
Xeの希ガスのうち、少なくとも一種類以上のガスを封
入したことを特徴とする。また、発光元素としてはL
i、Na、Rb、K、及びそれらの混合物が使用でき
る。更には、水銀を封入しても良い。また、PDD用及
び/又はPDT用として前記構成に水銀を0.1μmol/c
3以上封入し400nm乃至440nmの波長域の光を放射させ
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】癌、又は腫瘍などの光線力学治
療、及び診断に用いられる光源及び光源装置に関する。
【0002】
【従来技術】癌、又は腫瘍などの診断、及び治療の一手
段として光線力学治療(Photodynamic Therapy:以後P
DTと称する)、及び光線力学診断(Photodynamic diag
nosis:以後PDDと称する)が使われている。
【0003】PDTでは感光剤となるある種の薬品を体
内に投与、又は前記癌、又は腫瘍などの患部に塗布する
ことにより、該薬品自身あるいは体内代謝によって生成
された物質が前記患部に選択的に蓄積される。この蓄積
された部分に特定波長の光を照射することにより光化学
反応を起こし活性酸素が生成されたり特殊なラジカルが
生成されたりする。光化学反応によって生成された活性
酸素等は組織の細胞を酸化等により壊死させ、結果とし
て前記の癌、又は腫瘍などの治療が行われる。また、該
感光剤が光を吸収して発生する活性種としては特に一重
項酸素の発生に十分なエネルギーを与える事が望まし
く、照射される光エネルギーとしては波長800nm以下で
なければならない。活性酸素等を発生させるために照射
される光は人体組織の中に比較的奥深く入り込める波長
域の光が求められ、約600nm以上の波長であることが必
要である。該治療方法は癌や腫瘍以外にウイルス性の疣
や伝染性の水疣等にも治療効果を持つ。
【0004】また、PDDでは前記と同様に蓄積された
感光剤となる多くの薬品は主に400nm近辺の短波長側の
特定波長域の光を吸収して赤色の蛍光を発する。該蛍光
を観察することにより該感光剤が選択的に蓄積された癌
又は腫瘍等の部位を診断しようとするものである。例え
ば、治療用としても利用できる感光剤であるProtoporph
yrin IXでは波長405nmの光に対して反応し蛍光として6
35nmの光が放射される。体内に投与又は患部へ塗布され
た該感光剤は選択的に癌又は腫瘍等の部位に高濃度で蓄
積され、前記の短波長側の光を照射することにより該患
部から該蛍光が放射されることになる。この放射された
蛍光を観察することにより癌又は腫瘍等の診断を行うも
のである。
【0005】従来のPDT,PDD装置としては、特開
昭59ー40830号公報に感光剤としてヘマトポルフ
ィリン誘導体を用い、光源としてエキシマレーザで励起
される色素レーザを用いた装置が開示されている。更
に、従来の該方法で用いられるその他の光源には、治療
用としてYAGレーザ励起色素レーザや半導体レーザ、
また必要な波長の光を選択的にろ過したキセノンランプ
等がある。また、該診断用には水銀灯や必要な波長の光
を選択的にろ過した前記キセノンランプ等が主として用
いられていた。
【0006】
【問題点】治療用光源として主に用いられていた色素レ
ーザ等の高出力レーザでは、レーザ光のビーム径が非常
に小さなものである事から大面積に照射する場合には長
時間の照射が必要となり患者に多大な負担をかける。ま
た該レーザ光が誤って正常組織に照射された場合、エネ
ルギー密度が高いため非常に大きなダメージを与える。
更には、装置が非常に大掛かりであり、可搬性がなく、
患者が装置の設置された場所まで移動しなくてはならな
く、大きな負担を与えていた。更に、価格も高く、取り
扱いが大変であり操作に対して専門のオペレータが必要
であるなど種々の問題があった。
【0007】一方、半導体レーザや発光ダイオード等も
用いられているがいずれも十分な出力が得られず、前記
の感光剤が十分に機能しない場合や比較的大きな面積を
照射しなければならない場合には照射に非常な長時間を
要したりするといった問題があった。
【0008】また、Xe放電ランプやハロゲン電球等が用
いられることもあった。しかし、該Xeランプやハロゲン
電球の発光スペクトルは短波長側の光から長波長側の光
までの広い波長域にわたって連続的に発光しているのに
対して、感光剤の吸収帯の波長域は比較的狭いものであ
る。そのためランプの発光に寄与する電力のうち極めて
低い比率のエネルギーしか該感光剤に吸収されず癌や腫
瘍といった患部へ到達しないことになる。その結果、X
eランプやハロゲン電球は消費電力が高い割には治療効
果が低く、非常に長時間の照射が必要となる等患者に多
大な負担をかけていた。一方、十分な治療効果を得るに
は感光剤の吸収する光エネルギーを高くする為にランプ
自身を高電力化しなければならず、操作の簡便性が著し
く低下すると共に排熱処理も含めて非常なコストアップ
になるという問題があった。更に、Xeランプやハロゲ
ン電球は人体組織の極表面近くまでしか入らない波長域
(600nm以下、及び800nm以上)の光を大量に含んでい
る。従って、該感光剤の該吸収帯の波長域である必要な
光以外にも該波長域の光の放射強度と同等の放射強度の
光が放射されており、例えばフィルター等でろ過しても
該放射光の一部が直接患部に照射され患者に熱感を与え
るといった問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】PDT及びPDDで使
用される感光剤において、該治療、又は診断に適した光
を主に放射する放電ランプ及びPDT、PDD用装置を
提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明における放電ラン
プは、600nm乃至800nmの波長域内に比較的大きな吸光係
数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長の光を放射す
る放電ランプにおいて、600nm乃至640nm、及び660nm乃
至720nmの波長域の光を放射する為に発光元素としてL
i(リチウム)を0.1μmol/cm3以上封入し、Ne,A
r,Kr,Xeの希ガスのうち、少なくとも一種類以上
のガスを封入したことを特徴とする。
【0011】また、600nm乃至800nmの波長域内に比較的
大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
の光を放射する放電ランプにおいて、600nm乃至640nmの
波長域の光を放射する為に発光元素としてNa(ナトリ
ウム)を0.1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,K
r,Xeの希ガスのうち、少なくとも一種類以上のガス
を封入しても良い。
【0012】また、700nm乃至800nmの波長域内に比較的
大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
の光を放射する放電ランプにおいて、760nm乃至800nmの
波長域の光を放射する為に発光元素としてRb(ルビジ
ウム)を0.1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,K
r,Xeの希ガスのうち、少なくとも一種類以上のガス
を封入することもできる。
【0013】700nm乃至800nmの波長域内に比較的大きな
吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長の光を
放射する放電ランプにおいて、760nm乃至800nmの波長域
の光を放射する為に発光元素としてK(カリウム)を0.
1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,Kr,Xeの希
ガスのうち、少なくとも一種類以上のガスを封入しても
良い。
【0014】600nm乃至800nmの波長域内に比較的大きな
吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長の光を
放射する放電ランプにおいて、発光元素としてLi、N
a、Rb、K、のうち少なくとも二種類以上を封入し、
Ne,Ar,Kr,Xeの希ガスのうち、少なくとも一
種類以上のガスを封入したことを特徴とする。
【0015】また、600nm乃至800nmの波長域内に比較的
大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
の光を放射する放電ランプにおいて、600nm乃至80
0nmの波長域内のアルカリ金属による輝線スペクトルの
圧力広がりを希ガスのみ封入した場合よりも広げる為に
水銀を封入したことを特徴とする。
【0016】更に、本発明の光線力学治療、又は光線力
学診断に使用する放電ランプは600nm乃至800nmの波長域
内に比較的大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適
合した波長の光と、400nm乃至440nmの波長域の光を吸収
し蛍光を発する感光剤蛍光励起波長に適合した波長の光
とを放射する放電ランプにおいて、600nm乃至640nm、及
び660nm乃至800nmの波長域の光を放射する為に発光元素
としてLiを0.1μmol/cm3以上封入し、400nm乃至410
nm、及び430nm乃至440nmの波長域の光を放射する為に水
銀を0.1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,Kr,Xe
の希ガスのうち、少なくとも一種類以上のガスを封入し
たことを特徴とする。
【0017】また、600nm乃至800nmの波長域内に比較的
大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
の光と、400nm乃至440nmの波長域の光を吸収し蛍光を発
する感光剤蛍光励起波長に適合した波長の光とを放射す
る放電ランプにおいて、600nm乃至700nmの波長域の光を
放射する為に発光元素としてNaを0.1μmol/cm3以上
封入し、400nm乃至410nm、及び430nm乃至440nmの波長域
の光を放射する為に水銀を0.1μmol/cm3以上封入し、
Ne,Ar,Kr,Xeの希ガスのうち、少なくとも一
種類以上のガスを封入したことを特徴とする。
【0018】また、700nm乃至800nmの波長域内に比較的
大きな吸光係数を持つ感光剤に適合した波長の光と、40
0nm乃至440nmの波長域の光を吸収し蛍光を発する感光剤
蛍光励起波長に適合した波長の光とを放射する放電ラン
プにおいて、760nm乃至800nmの波長域の光を放射する為
に発光元素としてRbを0.1μmol/cm3以上封入し、40
0nm乃至410nm、及び430nm乃至440nmの波長域の光を放射
する為に水銀を0.1μmol/cm3以上封入し、Ne,A
r,Kr,Xeの希ガスのうち、少なくとも一種類以上
のガスを封入したことを特徴とする
【0019】更には、700nm乃至800nmの波長域内に比較
的大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波
長の光と、400nm乃至440nmの波長域の光を吸収し蛍光を
発する感光剤蛍光励起波長に適合した波長の光とを放射
する放電ランプにおいて、760nm乃至800nmの波長域の光
を放射する為に発光元素としてKを0.1μmol/cm3以上
封入し、400nm乃至410nm、及び430nm乃至440nmの波長域
の光を放射する為に水銀を0.1μmol/cm3以上封入し、
Ne,Ar,Kr,Xeの希ガスのうち、少なくとも一
種類以上のガスを封入したことを特徴とする。
【0020】600nm乃至800nmの波長域内に比較的大きな
吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長の光
と、400nm乃至440nmの波長域の光を吸収し蛍光を発する
感光剤蛍光励起波長に適合した波長の光とを放射する放
電ランプにおいて、600nm乃至800nmの波長域の光を放射
する為に発光元素としてLi、Na、Rb、Kのうち少
なくとも二種類以上を封入し、400nm乃至410nm、及び43
0nm乃至440nmの波長域の光を放射する為に水銀を0.1μm
ol/cm3以上封入し、Ne,Ar,Kr,Xeの希ガスの
うち、少なくとも一種類以上のガスを封入したことを特
徴とする。
【0021】更に、光線力学治療、及び/又は光線力学
診断に使用する放電ランプにおいて、ハロゲンを封入て
も良い。
【0022】
【実施例】図1に具体的な照射装置の一例に付いて示
す。点灯用電源4を具えたランプ灯具1内にミラー3付き
の放電ランプ2を配置し該ランプ2からの放射光のうち
必要な波長の光のみを透過するために配置されたフィル
ター6を介して光ファイバー7に入射する。該光ファイ
バー7に入射された光は該ファイバー7の他端に取り付
けられたレンズヘッド8により目的とする患部へ照射さ
れる。該放電ランプは本発明で示した600nm乃至800nmに
主なる放射スペクトルを持つショートアーク型放電ラン
プである。また、前記のフィルターはPDT用では波長
800nm以上の長波長側の光と600nm以下の短波長側の光を
減衰させている。またPDD用では405nm付近のみ透過
させる様に該透過光より短波長側の光及び長波長側の光
をカットするフィルターが配置されている。これらのフ
ィルターは用途及び感光剤の種類により適宜選択され
る。該フィルターによりろ過された光は後述する各感光
剤、例えば5−aminolevoulinic acid用やPhotoprin用
に使用できる仕様になっている。尚、本実施例では透過
型のフィルターを使用した例を示したが、該部分はラン
プからの光を選択的に目的とする照射部へ導く光学部品
であれば良く、例えば干渉膜をコートした反射型ミラー
やプリズム、波長選択型の光導波路等種々の構成をとる
ことができる。
【0023】本願発明の一実施例として前記光源装置で
はショートアーク型放電ランプを示したが、ランプの形
態は該装置の構成によって種々の形態が取れる。すなわ
ち、該ランプとしてはショートアーク型放電ランプ、ロ
ングアーク型放電ランプ、無電極放電ランプ等の形態が
取れる。例えば、体内に光ファイバー等で光を導き治療
する場合は集光性の高いショートアーク型放電ランプが
適しており、皮膚等への外部の患部で大面積を治療する
場合にはロングアーク型放電ランプが適している。ま
た、該ランプの点灯方式としては、直流点灯、交流点
灯、更には、誘導結合あるいは容量結合による高周波点
灯、マイクロ波等によって、又はそれらの複合的な電力
入力による点灯形式を取ることができる。
【0024】前記装置を用いて照射される感光剤には、
代表的なものとして大別するとヘマトポルフィリン誘導
体系、フタロシアニン系、5−aminolevulinic acid(以
降5-ALAと称す) 系のものなどがある。これらの感光剤
には種々の副作用を持つ場合があり、使用時の患者への
負担等が大きいものもある。例えば、ヘマトポルフィリ
ン誘導体では体内への投与後自然排出されるまでに数週
間かかるため投与後数週間程度は暗室等で過ごす等該感
光剤が蓄積した患部部分を光から遮断する必要がある。
最近の研究により該副作用等が小さいものも開発されて
おり、体内への投与後自然排出される期間が短いものと
しては5−ALA等がある。また、該感光剤は人体に対
して毒性や副作用がないことが好ましく、該毒性等があ
ってもごく軽いことが求められている。更に、癌や腫瘍
などの細胞へ選択的に集積する度合いが高いことや、癌
等の細胞に集積した該感光剤に光を照射した場合光化学
的に発生する活性種の発生量子効率が高いことが望まし
い。
【0025】これらの感光剤には個々に特有の感光波長
があり、特定波長域で比較的大きな吸光係数を持つ。治
療は前記した組織に集中的に浸透しうる等の理由から60
0nm乃至800nmの波長域内に存在する吸収波長帯の波長を
持つ光を照射することによって行われる。また、診断用
は400nm乃至440nmの波長域内の蛍光励起波長である比較
的短波長の光で励起され、赤色光部に強い蛍光を発する
ことを利用して行う。特に本発明における放電ランプか
ら放射される強度の強い発光波長である600nm乃至800nm
の間に比較的大きな吸光係数をもつ感光剤としては例え
ば、Haematoporphyrin-誘導体(Photophrin等)、5-ALA
(5-aminolevulinic acid)、5-ALAからの誘導体Pp IX
(Protoporphyrin IX), Pheophorbide a、AlPcS4 (Alu
miniumphthalocyanine tetrasulphate),SnET2 (Tin e
tiopurpurin)、ZnOPPc (Zinc(II)−octadecyl-phthaloc
yanine),Purprin-imide、Azachlorin、ZnET2 (Zinc et
iopurpurin),Pc (Phthalocyanine),CdTX (Cd2+ texap
hyrin),texaphyrin、ZnTNP (Zn-Tetraphptaloporphyri
n),Verdin,BPD-MA (Benzoporphyrin derirative mono
acid ring A),Purprin,ZnTSPc,Ga-Pc (Ga-Phthalocy
anine),In-Pc(In- Phthalocyanine),BPD (Benzoporph
yrin derivatives),CASPc,ZnPc (Zinc Phthalocyanin
e derivatives),AlSPc (Aluminium sulphonated Phtha
locyanine), Benzoporphy派生体、Npe6 (N-aspartyl c
hlorin e6)、Methylene blue、Verteporfin、Rhodamine
s、Temoporfin、Porphycenes、Hypercinなどがある。
【0026】前記の感光剤に適した波長域の光は600nm
乃至800nmである。該波長域に強い発光スペクトルを持
つ元素としてはLi、Na、Rb、K等の元素が考えられ
る。本発明の光線力学治療や光線力学診断に利用する放
電ランプは、該感光剤に適した波長域に強い発光スペク
トルを持ち、該波長域の光を主に放射する発光元素とし
てLi、Na、Rb、K、及びそれらの混合物を0.1μmol/
cm3以上封入することで実現できることを新しく見つけ
開示している。
【0027】図2に本発明の光源に付いての実施例を示
す。該ランプは、内径8mm外径10.5mmの概略球状の石英
ガラス製発光管11に一対の電極12を具備し、該発光
管11内に例えば発光元素としてLi、Na、Rb、K等
のアルカリ金属をハロゲン化物の形で封入している。ま
た、その他の封入物として希ガスを封入している。更
に、必要に応じて水銀を封入しても良い。前記電極12
は各々モリブデン箔13に溶接され該発光管11の両端
で封止されており、該モリブデン箔に溶接された外部リ
ード棒14を介して外部から給電している。前記発光管
における電極間距離は10mm以下が望ましい。
【0028】以下に本発明の放電ランプの第1の実施例
を示す。第1の実施例はLi、Na、Rb、K、及びそ
れらの混合物を封入した放電ランプであって、PDT用
に用いるものである。本発明の放電ランプをPDT用に
用いるには、前記したように600nm乃至800nmの波長域内
に強い発光スペクトルを持つ必要があり、該波長域の発
光元素としてはLi、Na、Rb、Kが考えられ、それ
らのうち一種類の発光元素が封入されていれば良い。更
には、Li、Na、Rb、Kのうち少なくとも2種類以
上を封入しても良い。該アルカリ金属を2種類以上封入
することにより600nm乃至800nmの波長域での発光を1種
類のみ封入した場合と比べて更に広げることができ、適
用できる前記感光剤を増やすことができる。ここでは、
Liのみを封入した場合を代表例として説明する。Li
は前記感光剤の比較的大きな吸収係数の波長域である60
0nmから640nm、及び660nmから720nmの間に強い輝線スペ
クトルを持つ。特に、後者の原子共鳴スペクトル線は該
ランプ点灯時の希ガスの高い圧力によるスペクトル線の
圧力広がりが著しく、適用できる感光剤の選択幅が広が
る。これは前記した他のアルカリ元素にもいえることで
ある。第1の実施例のLiランプの発光はPDT用に必
要な長波長側の光としてLiの発光である波長610nmの
原子スペクトル線と波長670nmの原子共鳴スペクトル線
が圧力広がりにより広い幅を持ったスペクトル線の部分
が利用可能である。該ランプにおけるLiの輝線スペク
トルの放射強度はランプ中に封入された発光元素である
Liの量によって決まる。該Liの封入量が少なければ
該輝線スペクトルの放射強度は低下し、封入量の増加に
伴い放射強度も増加する。しかし、該Liをある程度以
上の量封入すると該輝線スペクトル部分に自己吸収によ
る放射強度の大きな低下が起こり、更にはランプ中での
未蒸発が発生し管壁に付着するなどにより結果としてラ
ンプからの放射強度の低下が起きる。本発明において、
該発光元素であるLiの量は0.1μmol/cm3以下であれ
ば感光剤に十分吸収される該波長域の有効な発光が十分
得られない。また100μmol/cm3以上では前記したよう
に該発光管管壁に未蒸発が発生し該未蒸発物質が管壁に
付着するためランプからの放射光が阻害される。
【0029】更に、始動用として希ガスを封入してお
り、該希ガスの量としては好ましくは0.03×105Paか
ら0.7×105Paである。該希ガスの量は0.03×105Pa
以下であれば該ランプ点灯時にグロー放電からアーク放
電への移行までに時間がかかり電極の損耗が激しく結果
としてランプ寿命が短くなる。また、該希ガスの量が0.
7×105Pa以上になるとランプ始動性が悪くなり実用的
でない。
【0030】次に本発明の第2の実施例としてLiに水
銀を添加した放電ランプを示す。第1の実施例に示した
Liランプに水銀を0.1μmol/cm3以上封入すれば、更に
有用なPDT用の放電ランプとして使用できる。これ
は、該ランプ点灯時の水銀による高い圧力でLiの輝線
スペクトルの発光波長幅が希ガス添加の場合の圧力広が
り以上に広がり、Liのみ添加した場合の輝線スペクト
ルのピーク波長から離れた波長域に大きな吸光係数を持
つ感光剤の活性種生成光化学反応を生じさせるといった
利点が生ずるからである。この圧力広がりにより適用で
きる感光剤の種類を増やすことができる。本実施例では
Liに水銀を添加した場合に付いて示したが、この効果
は他の実施例で示すLi以外のアルカリ金属を封入した
ランプについても同様である。また、水銀を添加するこ
とにより、ランプの動作電圧を調整することができる。
更に、該水銀の添加により、電極等に高い電流が流れて
ランプ寿命が短くなるのを防ぐ事ができる。同時にラン
プ電流の低下は安定器を小型化、ひいては装置の小型化
にも寄与できる。尚、水銀の代わりに希ガスを高圧力に
封入しても同様な圧力広がりが現れる。また、水銀を封
入した該放電ランプは、PDT用のみではなくPDT用
とPDD用の兼用として利用可能である。PDT用とP
DD用の兼用として利用する場合に封入する水銀の量は
前記の0.1μmol/cm3以上で、好ましくは1μmol/cm3
上封入することにより益々適用波長域が広がる。
【0031】図3には第2の実施例であるLiと水銀と
を添加した放電ランプとXeランプの分光放射強度分布を
示す。同図における横軸はランプから放射される光の波
長域を示したものであり、350nm乃至800nmの範囲が示さ
れている。また、縦軸は該Li水銀ランプの該波長域で
最も高い分光強度を100%とした相対強度を示している。
更に、Xeランプの出力については該Li水銀ランプの分
光放射強度を基準とした場合の相対放射強度が示されて
いる。比較に用いたXeランプは入力電力150Wで第2の
実施例のLi水銀ランプと同等入力電力のもので行っ
た。尚、600nm乃至640nm、及び660nm乃至800nmの波長域
の発光に付いてはLiのみ封入した前記ランプの場合と
Liの共鳴線スペクトルの長波長側を除いてはほぼ同等
であった。
【0032】前述したようにXeランプは少なくとも短波
長側の350nmから長波長側の800nmに渡って連続的に発光
している。一方、第2の実施例のLi水銀ランプの発光
はいくつかの輝線スペクトルからなっている。また、入
力電力は該Xeランプと同等であるが該輝線スペクトルの
部分における分光放射強度は非常に高く、例えば波長61
0nmでは約10倍以上の放射強度がある。
【0033】該第2の実施例のLi水銀ランプの発光は
PDT用に必要な長波長側の光としてはLiの発光であ
る波長610nmの原子線と波長670nmの共鳴線が圧力広がり
により広い幅を持ったスペクトル線の部分が利用可能で
あり、PDD用としては感光剤の蛍光を得るのに必要な
短波長側の光の発光を水銀による波長404nmの原子線に
よって供給できる。該輝線スペクトルの放射強度は、同
じ電力入力のXeランプに比べて約4倍である。尚、水銀
の封入量を増やす事によってPDD用として用いる波長
404nmの発光強度は高くすることもできる。
【0034】図4には第3の実施例として、Naと水銀
を封入したランプの波長による分光強度を示した。該N
a水銀ランプの入力電力は第2の実施例で示したLiの
場合と同じ150Wで、比較のために同一入力のXeラン
プの波長による分光強度を示した。同図における縦軸、
及び横軸は第2の実施例の場合と同等である。Na水銀
ランプは同一入力のXeランプに比べて、波長600nm乃至7
00nmにおいて高い放射強度を有しており、該波長域の光
はPDT用として有用である。更に、750nm乃至800nmの
範囲でも同一入力のXeランプよりも高い出力が出てい
る。該出力は水銀とNaの封入量によって変化する。ま
た、400nm乃至440nmにおいてもXeランプより高い輝線ス
ペクトル部分があり、PDD用にも有効である。
【0035】図5には第4の実施例として、Rbと水銀
を封入したランプの波長による分光放射強度を示した。
同図の縦軸、横軸は第2の実施例の場合と同等である。
該Rb-水銀ランプの入力電力は他の実施例の場合と同
じ150Wで、比較のために同一入力のXeランプの波長
による分光強度を示す。Rb−水銀ランプは同一入力の
Xeランプに比べて、波長750nm乃至800nmにおいて高い出
力を有しており、該波長域の光はPDT用で有用であ
る。該出力は水銀とRbの封入量によって変化する。ま
た、400nm乃至440nmにおいてもXeランプより高い輝線ス
ペクトル部分があり、PDD用には有効である。
【0036】図6には第5の実施例として、Kと水銀を
封入したランプの波長による分光強度を示した。該K水
銀ランプの入力電力は他の実施例の場合と同じ150W
である。同図における縦軸、横軸は第2の実施例の場合
と同等である。K水銀ランプは同一入力のXeランプに比
べて、波長750nm乃至800nmにおいて高い出力を有してお
り、該波長域の光はPDT用で有用である。該出力は水
銀とKの封入量によって変化する。また、400nm乃至440
nmにおいてもXeランプより高い輝線スペクトル部分があ
り、PDD用には有効である。
【0037】前記第2の実施例乃至第5の実施例で示し
た、該発光元素である水銀の封入量が0.1μmol/cm3
下であれば感光剤に十分吸収される該波長域の有効な発
光が得られない。また、通常1000μmol/cm3以上では未
蒸発が発生したり、点灯中のランプ内圧が高く成りすぎ
て該発光管が破裂する危険性がある。水銀の封入量は該
範囲内で発光量と所望の電圧から適宜選択される。
【0038】前記第2の実施例乃至第5の実施例までに
示した各ランプに封入されたアルカリ金属は1種類のみ
であるが、該アルカリ金属が2種類以上封入されていて
も良い。すなわち、Li、Na、Rb、Kのうち少なく
とも2種類以上を封入し、水銀を0.1μmol/cm3以上封
入し、Ne、Ar、Kr、Xeの希ガスのうち少なくとも
1種類以上を封入することができる。該アルカリ金属を2
種類以上封入することにより1種類のみ封入した場合と
比べて600nm乃至800nmの波長域での発光を更に広げるこ
とができ、適用できる前記感光剤を増やすことができ
る。また、水銀を0.1μmol/cm3以上封入することによ
りPDT用又はPDD用のランプとして使用できる。す
なわち同一のランプから600nm乃至800nmの波長域での強
い発光と400nm乃至440nmの波長域での強い発光とを得る
ことができる。
【0039】前記第1の実施例乃至第5の実施例で示し
た放電ランプに用いる発光管の材料に付いて述べる。放
電ランプの発光管材料としては石英ガラスが一般的に多
く用いられている。しかし前記第1の実施例乃至第5の
実施例に示した様なLi、Na、Rb、K、及びそれら
の混合物を金属として封入する場合、該ランプの発光管
材料に石英ガラスを用いると該金属によって石英ガラス
が侵食され透過率の劣化や白濁等が起こり実用的でな
い。そのためLi、Na、Rb、K、及び混合物を金属
として封入する場合、該発光管材料としては透光性セラ
ミックが適している。また、該Li、Na、Rb、K、
及び混合物を金属としてではなくハロゲン化物の形で封
入すれば該発光管に石英ガラスを使用できる。該ハロゲ
ンの封入量はLi、Na、Rb、K、及び混合物の封入
mol数と同等又はそれ以上封入する事が望ましく、例え
ば前記封入金属の沃化物や臭化物の形で封入することが
できる。更に、場合によっては過剰ハロゲンを封入して
も良く、例えば水銀の沃化物等の形で過剰ハロゲンを封
入することができる。
【0040】図7には、第2の実施例に示したLiに加
えて水銀を添加した放電ランプを前記照射装置に組み込
んでPDT用のフィルターで550nmから800nmの範囲以外
の光をろ過し該光ファイバーからレンズヘッドを介して
照射した場合のスペクトル分布を示す。本実施例では波
長域600nm〜700nmの出力に重点を置いたため750nm
乃至800nmの光はカットされている。また、600nm以下の
波長域の光も一部透過させている。該フィルター等でカ
ットする波長は使用される感光剤及びランプに封入され
た該装置における放射照度の測定は該レンズヘッドから
約40mmの位置で行った。該位置での放射照度は約65m
W/cm2であった。
【0041】図8には、第3の実施例に示したNaに加
えて水銀を添加した放電ランプを前記照射装置に組み込
んでPDT用のフィルターで550nmから800nmの範囲以外
の光をろ過し該光ファイバーからレンズヘッドを介して
照射した場合のスペクトル分布を示す。550nm乃至750nm
の範囲の光のみが放射されており、PDT用の照射装置
として有用である。また、他の元素を封入したランプに
付いても、該フィルター等の光を選択的に目的とする照
射部へ導く光学部品を通して各ランプの分光放射強度の
図で示した有用な波長のみを該患部等へ照射できる。
【0042】図9に第2の実施例に示したLiに加えて
水銀を添加した放電ランプを用いた光線力学治療におけ
る癌患者の治療例を示す。早期の皮膚癌に対して、感光
剤として5-ALAを混ぜた軟膏を塗布し該ランプを搭載し
たPDT装置からの光を照射した。9人の被験者中6人
がいずれも1回から7回までの照射治療で完全に治癒
し、残り3人についても良好な改善を見ている。
【0043】
【効果】PDT、PDD用に用いられる特定の感光剤の
持つ感光波長に対して効率良い発光を持つ放電ランプを
提供できる。また、消費電力が小さくてもXeランプ等に
比べて高い放射効率を得る事ができ、電源を含めた装置
全体を小型化でき、可搬性の軽量なものを提供できる。
更に、正常組織に光が照射されたとしてもレーザ等と比
べて安全であり、取り扱いが簡便である。ランプ形状を
ロングアーク放電ランプとすることで皮膚等に対して外
部から大面積の一括照射ができ患者への負担を低減でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】PDT用のランプを搭載した照射装置の概要
【図2】本発明の放電ランプの構成を示す該略図
【図3】本発明の放電ランプにLiを封入した場合の発
光スペクトルを示す図
【図4】本発明の放電ランプにNaを封入した場合の発
光スペクトルを示す図
【図5】本発明の放電ランプにRbを封入した場合の発
光スペクトルを示す図
【図6】本発明の放電ランプにKを封入した場合の発光
スペクトルを示す図
【図7】本願発明の照射装置から放射される光の放射ス
ペクトルを示す図
【図8】本願発明の照射装置から放射される光の放射ス
ペクトルを示す図
【図9】5-ALAを塗布した皮膚癌患者の治療例
【符号の説明】
1 灯具 2 ランプ 3 ミラー 4 電源 5 冷却ファン 6 波長カットフィルター 7 光ファイバー 8 レンズヘッド 11 発光管 12 電極 13 モリブデン箔 14 外部リード棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C082 PA06 PC10 PE02 PJ01 5C015 QQ02 QQ03 QQ04 QQ05 QQ54 RR01 RR02 RR05

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】600nm乃至800nmの波長域内に比較的
    大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
    の光を放射する放電ランプにおいて、600nm乃至64
    0nm、及び660nm乃至720nmの波長域の光を放射す
    る為に発光元素としてLiを0.1μmol/cm3以上封入
    し、Ne,Ar,Kr,Xeの希ガスのうち、少なくと
    も一種類以上のガスを封入したことを特徴とする光線力
    学治療用放電ランプ。
  2. 【請求項2】600nm乃至800nmの波長域内に比較的
    大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
    の光を放射する放電ランプにおいて、600nm乃至64
    0nmの波長域の光を放射する為に発光元素としてNaを
    0.1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,Kr,Xeの
    希ガスのうち、少なくとも一種類以上のガスを封入した
    ことを特徴とする光線力学治療用放電ランプ。
  3. 【請求項3】700nm乃至800nmの波長域内に比較的
    大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
    の光を放射する放電ランプにおいて、755nm乃至80
    0nmの波長域の光を放射する為に発光元素としてRbを
    0.1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,Kr,Xeの
    希ガスのうち、少なくとも一種類以上のガスを封入した
    ことを特徴とする光線力学治療用放電ランプ。
  4. 【請求項4】700nm乃至800nmの波長域内に比較的
    大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
    の光を放射する放電ランプにおいて、760nm乃至80
    0nmの波長域の光を放射する為に発光元素としてKを0.
    1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,Kr,Xeの希
    ガスのうち、少なくとも一種類以上のガスを封入したこ
    とを特徴とする光線力学治療用放電ランプ。
  5. 【請求項5】600nm乃至800nmの波長域内に比較的
    大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
    の光を放射する放電ランプにおいて、発光元素としてL
    i、Na、Rb、K、のうち少なくとも二種類以上を封
    入し、Ne,Ar,Kr,Xeの希ガスのうち、少なく
    とも一種類以上のガスを封入したことを特徴とする光線
    力学治療用放電ランプ。
  6. 【請求項6】600nm乃至800nmの波長域内に比較的
    大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
    の光を放射する放電ランプにおいて、600nm乃至80
    0nmの波長域内のアルカリ金属による輝線スペクトルの
    圧力広がりを希ガスのみ封入した場合よりも広げる為に
    水銀を封入したことを特徴とする請求項1乃至請求項5
    のいづれかに記載の光線力学治療用放電ランプ。
  7. 【請求項7】600nm乃至800nmの波長域内に比較的
    大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
    の光と、400nm乃至440nmの波長域の光を吸収し蛍
    光を発する感光剤蛍光励起波長に適合した波長の光とを
    放射する放電ランプにおいて、600nm乃至640nm、
    及び660nm乃至800nmの波長域の光を放射する為に
    発光元素としてLiを0.1μmol/cm3以上封入し、40
    0nm乃至410nm、及び430nm乃至440nmの波長域
    の光を放射する為に水銀を0.1μmol/cm3以上封入し、N
    e,Ar,Kr,Xeの希ガスのうち、少なくとも一種
    類以上のガスを封入したことを特徴とする光線力学治
    療、又は光線力学診断に使用する放電ランプ。
  8. 【請求項8】600nm乃至800nmの波長域内に比較的
    大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波長
    の光と、400nm乃至440nmの波長域の光を吸収し蛍
    光を発する感光剤蛍光励起波長に適合した波長の光とを
    放射する放電ランプにおいて、600nm乃至700nmの
    波長域の光を放射する為に発光元素としてNaを0.1μm
    ol/cm3以上封入し、400nm乃至410nm、及び43
    0nm乃至440nmの波長域の光を放射する為に水銀を0.
    1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,Kr,Xeの希
    ガスのうち、少なくとも一種類以上のガスを封入したこ
    とを特徴とする光線力学治療、又は光線力学診断に使用
    する放電ランプ。
  9. 【請求項9】700nm乃至800nmの波長域内に比較的
    大きな吸光係数を持つ感光剤に適合した波長の光と、4
    00nm乃至440nmの波長域の光を吸収し蛍光を発する
    感光剤蛍光励起波長に適合した波長の光とを放射する放
    電ランプにおいて、755nm乃至800nmの波長域の光
    を放射する為に発光元素としてRbを0.1μmol/cm3
    上封入し、400nm乃至410nm、及び430nm乃至4
    40nmの波長域の光を放射する為に水銀を0.1μmol/cm
    3以上封入し、Ne,Ar,Kr,Xeの希ガスのう
    ち、少なくとも一種類以上のガスを封入したことを特徴
    とする光線力学治療、又は光線力学診断に使用する放電
    ランプ。
  10. 【請求項10】700nm乃至800nmの波長域内に比較
    的大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波
    長の光と、400nm乃至440nmの波長域の光を吸収し
    蛍光を発する感光剤蛍光励起波長に適合した波長の光と
    を放射する放電ランプにおいて、760nm乃至800nm
    の波長域の光を放射する為に発光元素としてKを0.1μm
    ol/cm3以上封入し、400nm乃至410nm、及び43
    0nm乃至440nmの波長域の光を放射する為に水銀を0.
    1μmol/cm3以上封入し、Ne,Ar,Kr,Xeの希
    ガスのうち、少なくとも一種類以上のガスを封入したこ
    とを特徴とする光線力学治療、又は光線力学診断に使用
    する放電ランプ。
  11. 【請求項11】600nm乃至800nmの波長域内に比較
    的大きな吸光係数を持つ感光剤の吸光波長に適合した波
    長の光と、400nm乃至440nmの波長域の光を吸収し
    蛍光を発する感光剤蛍光励起波長に適合した波長の光と
    を放射する放電ランプにおいて、600nm乃至800nm
    の波長域の光を放射する為に発光元素としてLi、N
    a、Rb、Kのうち少なくとも二種類以上を封入し、4
    00nm乃至410nm、及び430nm乃至440nmの波長
    域の光を放射する為に水銀を0.1μmol/cm3以上封入し、
    Ne,Ar,Kr,Xeの希ガスのうち、少なくとも一
    種類以上のガスを封入したことを特徴とする光線力学治
    療、又は光線力学診断に使用する放電ランプ。
  12. 【請求項12】光線力学治療、及び/又は光線力学診断
    に使用する放電ランプにおいて、ハロゲンを封入したこ
    とを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記
    載の放電ランプ
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