JP2002065875A - 治療光源および方法 - Google Patents

治療光源および方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】 例えば光力学療法（ＰＤＴ）用の 治療光
源は、空冷ＬＥＤ（Lx,y）を備え、空気はアレイの付近
で排出される。このアレイは、侵襲的療法に適したハン
ドピースの遠位端部に取り付けられてもよい。ＬＥＤ
は、光ガイド（W、L）に結合されてもよい。ＬＥＤの発
光スペクトルは、実質的に５５０ｎｍから６６０ｎｍの
範囲に制限され、好ましくは５９０ｎｍから６４０ｎ
ｍ、５６０ｎｍから６４４ｎｍ、６５０ｎｍから６６０
ｎｍ、５５０ｎｍから５７０ｎｍの範囲の１つに制限さ
れてよい。治療光源は、治療または診断の対象となる外
部領域の形状に一致する発光ダイオードＬの非平面配列
を備えてもよい。治療光源は、可撓性バッキングに取り
付けられた独立してスイッチ切り替えが可能な赤色の発
光ダイオードLRおよび青色の発光ダイオードLBの非平面
配列を備えてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、フォトダイナミック治療（以
下、「ＰＤＴ」という）などの治療で用いられる、特に
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）を使用する
非コヒーレント光源に関する。
【０００２】
【従来技術】光力学治療は、患部への光増感薬の投与
と、その後の光による照射を伴う（例えば、「The Phys
ics of Photodynamic Therapy（光力学治療の物理
学）」 B CWilsonおよび M S Patterson著、 Physics i
n Medicine & Biology （医学と生物における物理学）3
1(1986)4月第4号、ロンドンGBを参照）。
【０００３】刊行物ＧＢ第２，２１２，０１０号には、
レーザーまたはレーザーダイオードに代替としての個別
のＬＥＤアレイを使用する治療用光源が開示されてい
る。ＬＥＤの出力は、必要な強度を提供できるように集
中させる。
【０００４】刊行物ＷＯ第９４／１５６６６号には、ハ
ンドピースの遠位端部に取り付けられたＬＥＤの一体型
アレイを有する、特にＰＤＴのための治療用光源が開示
されている。そのＬＥＤの出力は、必要な強度を提供す
るために過励振（overdriven）され、ハンドピースに沿
って通っている閉ループのまわりの水流によって冷却さ
れる。刊行物ＵＳ第５７２８０９０号には、様々な異な
る種類の、ヘッドを含む一体型ＬＥＤマトリックスを有
するいくぶん類似した装置が開示されている。これらの
装置は複雑な液体冷却回路を必要とし、この回路は装置
の費用を増し、ハンドピースのかさを増すので、侵襲的
（invasive）使用には不利である。
【０００５】刊行物ＵＳ第５７２８０９０号には、ＬＥ
Ｄの波長が３００ｎｍから１３００ｎｍの間にあり、か
つＰＤＴの間に用いられる特定の感光性染料に基づいて
選ばれることを示している。しかし、ＰＴＤに必要な強
度を提供することができるＬＥＤの波長は、その範囲内
で自由に選ぶことはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの態様に
よれば、治療又は診断の対象となる外部領域の形状と一
致する発光ダイオードの非平面アレイを不具備する治療
及び／又は診断用光源が提供される。
【０００７】本発明の他の態様によれば、発光ダイオー
ドの第一のアレイと、この第一のアレイに可動的に接続
された発光ダイオードの第二のアレイとを具備する治療
及び／又は診断用光源が提供される。
【０００８】本発明の他の態様によれば、患者の体長の
少なくとも一部を覆うように配されたハウジングの内曲
面に取り付けられた発光ダイオードのアレイを具備す
る、治療及び／又は診断用光源が提供される。
【０００９】本発明の他の態様によれば、ハウジング内
に配された発光ダイオードのアレイと、患者の体の一部
をこのハウジングに挿入できるようにする開口部とを備
え、このアレイがハウジングに挿入されたときに患者の
一部に光を照射するように配される、患者の治療又は診
断用光源が提供される。
【００１０】本発明の他の態様によれば、スリーブに挿
入されたときに患者の腕及び／又は手の一部に光を照射
するようにこのスリーブ内に配される発光ダイオードの
アレイを具備する、患者の治療又は診断用光源が提供さ
れる。
【００１１】本発明の他の態様によれば、表面に個別の
発光ダイオードのアレイを担持している内腔プローブを
具備する、患者の治療又は診断用光源が提供される。
【００１２】本発明の他の態様にれば、ＬＥＤの空冷式
配列を備え、空気がこのアレイの付近で排出される、治
療光源が提供される。一つの実施態様では、このアレイ
は侵襲的治療に適したハンドピースの遠位端部に取り付
けられる。
【００１３】本発明の他の態様によれば、治療する領域
に光をあてるための光導体に結合されたＬＥＤのアレイ
を具備する治療用光源が提供される。ＬＥＤは、介在す
る光学装置なしに直接結合されることが望ましい。
【００１４】本発明の他の態様によれば、発光スペクト
ルが実質的に５５０ｎｍから６６０ｎｍの範囲に限ら
れ、好ましくは５９０ｎｍから６４０ｎｍ、５６０ｎｍ
から６４４ｎｍ、６５０ｎｍから６６０ｎｍ、及び５５
０ｎｍから５７０ｎｍの範囲のいずれかであるＬＥＤの
アレイを具備する治療用光源が提供される。
【００１５】本発明の他の態様によれば、ピーク発光ス
ペクトルが約４３０ｎｍ、４７０ｎｍ、５０５ｎｍ、又
は５２５ｎｍのいずれかであるＬＥＤのアレイを具備す
る治療用光源が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】第一の実施態様の治療光源では、
図１乃至図５で示されるように、光は、限流抵抗器Ｒを
通して電源＋Ｖに接続されるＬＥＤ Ｌの直並列マト
リックスから放射される。ＬＥＤマトリックスは、支持
ロッドＲによって、ファンアレイＦに対して平行にかつ
離れているヒートシンクアレイＨ上に取り付けられる。
空気は、ファンアレイＦからヒートシンクアレイＨの背
面に吹きつけられる。
【００１７】図３でより詳細に示されるように、ヒート
シンクアレイＨは、ＬＥＤの脚の端部に取り付けられた
複数の個別のヒートシンクｈを備え、これらは支持板Ｐ
を通過している。それぞれの脚は、同じカラムの別のＬ
ＥＤの隣接する脚にハンダ付けされている。支持板Ｐに
は、空気がヒートシンクhとＬＥＤ Ｌのまわりにより
自由に流れることができるように、穴が開けられてい
る。
【００１８】ＬＥＤ Ｌは、ＬＥＤ Ｌのビーム広がり
と間隔を選択することによって治療領域にわたって±１
０％以下のほぼ均一な照射を生じるように配されること
により、強度において実質的なピークまたはトラフを生
じることなく、その個々のビームが重なり合う。図４で
示される例では、±６％の均一性が達成されている。こ
の実施態様では、ＬＥＤと患者との間に光システムは不
要である。その代わり、光はＬＥＤから患者に対して直
接放射される。光が光システムによって集中されないの
で、ＬＥＤは、少なくとも５ｍＷ、好ましくは少なくと
も１０ｍＷの個別の電力出力を有することにより、治療
領域においてスペクトルの赤色領域では少なくとも３０
ｍＷ／ｃｍ２、青色領域では少なくとも１０ｍＷ／ｃｍ
２の必要なフルエンス率を提供する。
【００１９】一の具体例では、２８８個の「Super flu
x」ＬＥＤの直径１５ｃｍの配列（アレイ）が使用され
て、治療領域において４５ｍＷ／ｃｍ２で８Ｗの総光出
力を生じた。ＬＥＤは、ファンＦからの強制空気対流に
よって冷却されながら、その仕様よりも高い負荷電流で
運転された。この具体例では、電流はダイオード１列あ
たり９０ｍＡに制限されたが、光出力を増やす必要があ
る場合は、１２０ｍＡ以上に高めてもよい。各列の直列
のダイオードの数は、順方向電圧の合計が電源出力電圧
（この場合は４８Ｖ）にできるだけ近いがこれよりも小
さくないように選択される。この配置により、無駄な回
路加熱を避け、電気システムの運転効率を最大化する。
【００２０】第一の実施態様を用いた、紫外線／日光性
角化症、ボーエン病、表在性基底細胞癌、扁平上皮癌、
上皮内癌、菌状息肉腫、Ｔ細胞リンパ腫、アクネおよび
脂漏症、湿疹、乾癬、皮脂母斑、胃腸内の状態（例えば
バラットの食道癌と結腸直腸癌）、婦人科の障害（例え
ばVIN、CIN、および過度の子宮出血）、口のガン（例え
ば前癌状態またはdysplastic（形成異常）病変と扁平上
皮癌）、ウィルス性感染（例えば単純ヘルペス、伝染性
軟属腫、およびいぼ（不応性、尋常性ゆうぜい、または
足底ゆうぜい））、円形脱毛症、または多毛症などの、
腫瘍性および非腫瘍性の皮膚病の治療の方法を以下に説
明する。５−ＡＬＡなどの光増感薬を含むクリームまた
は液剤が、患者の皮膚の患部に医師の監視下で局所的に
塗布されるか、あるいは静脈または経口で投与される。
より大きな範囲に適用する他の方法では、患者を液剤の
浴槽に浸してもよい。そして、薬および担体の除去と、
日光による活性化を防ぐために、３時間から６時間、あ
るいは治療が翌日も続けられる場合は最高２４時間ま
で、患部を覆ってもよい。それから患部から覆いを外し
て、第一実施態様に従って、１５分から３０分間ランプ
の光に患部を露出する。治療は、必要に応じて合計１回
から３回繰り返してもよい。この方法は、広い範囲にわ
たる非常に大きな病変または複数の病変をもつ患者の治
療に特に適している。
【００２１】第一の実施態様の装置を用いる治療方法で
は、ＬＥＤアレイは、図４で示されるように均一な照射
を達成するために十分に距離をおいて（例えば、２ｃｍ
ないし５ｃｍ）、治療される患者の外側の患部とほぼ平
行に配置される。装置はまた、ポートワイン母斑の除去
及び毛髪の回復／除去のためには光増感剤を用いて、ま
た皮膚の若返り、しわの除去、もしくは生化学的刺激
（biostimulation）（傷の治癒を含む）のためには光増
感剤を用いないで、美容治療または部分的美容治療のた
めに使われてもよい。
【００２２】蛍光検出（光診断）のためにランプを使っ
てもよい。
【００２３】第一の実施態様は、図５で示されるよう
に、第二の実施態様において修正を行ってよく、この実
施態様では拡張される支持ロッドＲによって支持される
例えばアクリル（Perspex（登録商標）など）又はガラ
スの、円錐台（frusto-conical）の導波管Ｗが追加され
る。導波管Ｗは、ＬＥＤによって放射される光をより高
い強度でより小さい領域に集中するように配される。こ
の配置は、より小さい外表面を治療するのに適してい
る。
【００２４】第二の実施態様は、図６で示すように、内
部治療のために光を導波管Ｗから光ガイドＬに伝えるた
めの修正を第三の実施態様で行ってもよい。光導体Ｌ
（例えば、光ファイバーまたはファイバー束又は液体ガ
イド）は、光導体レセプタクル若しくはアダプターＡ内
に保持され、この光導体レセプタクル若しくはアダプタ
ーＡは、例えば、導波管Ｗの細い方の端部と近接するか
または直に接する関係にあるOlympus、Storz、ACMI、ま
たはWolfの光ケーブル取付具と互換性を有する。光ガイ
ドＬは、直径が３ｍｍ、５ｍｍ、または８ｍｍのいずれ
かでよい。支持ロッドＲが、導波管Ｗと光ガイドＬの光
軸を位置合わせすることにより、導波管Ｗによって放射
される光が光ガイドＬに入射される。第三の実施態様で
は、光は導波管によって集中され、口、婦人科、胃腸
内、または内腔の治療のために体腔に挿入され得る光ガ
イドＬの遠位端部の小さい領域に放射される。
【００２５】第三の実施態様は、図７に示されるよう
に、第四の実施態様において修正することができ、ここ
では、個別のＬＥＤアレイが、支持板／ヒートシンク
Ｐ、Ｈに取り付けられた一体型マルチダイ（multi-di
e）ＬＥＤマトリックスＩＭ（例えば、英国ブリストル
のAMS Optotech製の部品番号OD 6380、OD 6624、または
OD6680）と置換される。ペルチェ効果熱電気冷却装置Ｐ
Ｃは、支持板Ｐの反対側と熱的に接触するように取り付
けられ、その加熱側はファンＦによって冷却される。光
ガイドＬの近位端部は、一体型ＬＥＤマトリックスＩＭ
に直接接しているか、又は隣接しており、これは断面が
類似しているため、放射された光を光ガイドＬに入射さ
せるために、導波管は不要である。
【００２６】第五の実施態様は、図８に示されるよう
に、特に頚部の治療（例えば、ＰＤＴ治療）のために設
計されている。第五の実施態様は、中空ステムＳ（例え
ば、アクリル又はポリカーボネートからなる）を有する
ハンドピースの形態をしており、この中を通して空気が
近位端部に取り付けられたファンＦによって低圧で吹き
つけられる。遠位端部には、ハウジングを備えるヘッド
部ＨＰがあり、このハウジング内には支持板／ヒートシ
ンクＰ/Ｈに取り付けられた個別のＬＥＤアレイが取り
付けられている。空気は、中空ステムＳを通り抜けてヒ
ートシンクＨへ到達し、ヒートシンクＨから熱を取り、
それからハウジングの近位端部の開口ＡＰを通して排出
される。ハウジングの遠位端部は、頚部Ｃの端にしっか
り適合するような凹形でかつ大きさになっている。例え
ば、アクリル又はガラス製の透明な端窓Ｗは、ＬＥＤの
浸潤を防ぐ。電力は、アクリルステムＳの壁に取り付け
られたワイヤー（図示されていない）を通してＬＥＤに
伝達される。使用中には、ハンドピースは、遠位端部が
患者の頚部に適合し、治療の間に適切な位置で締めつけ
られるように配される。
【００２７】第一の実施態様ないし第四の実施態様のい
ずれかを用いたＰＤＴのための適切な個別のＬＥＤの選
択について、ダイ材料によってグループ分けして以下に
説明する。
【００２８】第一の適したタイプのＬＥＤは、透明基板
（ＴＳ）または吸収性基板（ＡＳ）タイプのリン化アル
ミニウムインジウムガリウム／リン化ガリウム(alumini
umindium gallium phosphide/gallium phosphide)（AlI
nGaP/GaP）をベースとする。出力波長は、５９０ｎｍか
ら６４０ｎｍの範囲にあり、ピーク発光波長は５９０ｎ
ｍ、５９６ｎｍ、６０５ｎｍ、６１５ｎｍ、６２６ｎ
ｍ、６３０ｎｍ及び６４０ｎｍである。市販品の例とし
ては、ヒューレット・パッカード社製で、商用屋外広告
および交通管理用として自動車産業での使用のために設
計された「SunPowerTM」または「Precision Optical Po
werTM」シリーズがある。適したＬＥＤが以下のように
パッケージ化されている。ＳＭＴ（表面実装技術）（例
えばHSMA、HSMB、HSMC、HSMLシリーズ、また好ましくは
HSMB HROO R1T2OまたはHSMB HAOO R1T2H）、Axial（例
えばHLMAまたはHLMTシリーズ）、T1（例えばHLMPシリー
ズ、好ましくはHLMP NGO5、HLMP NGO7、HLMP Jl05）、T
13/4（例えばHLMPシリーズ、好ましくはHLMP DG08、HLM
P DG15、HLMP GG08、HLMP DD16）、SuperfluxTM（例え
ばHPWAまたはHPWTシリーズ、好ましくはHPWA (MH/DH/MI
/DL）00 00000、HPWT (RD/MD/DD/BD/RH/MH/DH/BH/RL/ML
/DL/BL）00 00000、最も好ましくはHPWT (DD/DH/DL/MH/
ML/MD）00 00000）、SnapLEDTM（例えばHPWT、HPWS、HP
WLシリーズ、好ましくはHPWT (SH/PH/SL/PL）00、HPPWT
（TH/FH/TL/FL）00、またはHPWS（TH/FH/TL/FL）00。他
の製造業者からの適した製品には以下のものが含まれ
る。SMTタイプではAdvanced Products Inc.（API）の部
品番号HCL42O5AO、T1タイプではAmerican Bright Optoe
lectronics（ABO）の部品番号BL BJ3331EまたはBL BJ23
31E、SuperfluxタイプではABOの部品番号BL F2J23、BL
F2J33、およびBL F1F33がある。
【００２９】第二の適したタイプのＬＥＤは、リン化ア
ルミニウムインジウムガリウム／ヒ化ガリウム（alumin
ium indium gallium phosphide/gallium arsenic）（Al
InGaP/GaAs）タイプであり、発光波長が５６０ｎｍから
６４４ｎｍの範囲で、ピーク発光波長が５６２ｎｍ、５
７４ｎｍ、５９０ｎｍ、６１２ｎｍ、６２０ｎｍ、６２
３ｎｍ及び６４４ｎｍである。T1パッケージで東芝が販
売している例としては、TLRH、TLRE、TLSH、TLOH、また
はTLYHシリーズ、好ましくはTLRH 262、TLRH 160、TLRE
160、TLSH 1100、TLOH 1100、TLYH 1100、またはS4F4
2Q1がある。T13/4パッケージでは、TLRHまたはTLSHシリ
ーズ、好ましくはTLRH 180PまたはTLSH180Pがある。他
の例にはKingbright L934SURC-Eがある。
【００３０】第三の適したタイプのＬＥＤは、ヒ化アル
ミニウムガリウム（aluminium gallium arsenic）タイ
プ（AlGaAs）であり、発光波長は６５０ｎｍから６６０
ｎｍの範囲である。T1パッケージの例には、東芝TLRAシ
リーズ、好ましくはTLRA 290PまたはTLRA 293P、そして
Kingbright L934 SRCG、L934 SRCH、およびL934 SRCJが
あり、またT13/4パッケージではKingbright L53 SRCEが
ある。
【００３１】第四の適したタイプのＬＥＤは、リン化ガ
リウム（GaP）タイプであり、発光波長は５５０ｎｍか
ら５７０ｎｍの範囲である。
【００３２】第五の適したタイプのＬＥＤは、窒化イン
ジウムガリウム（indium gallium nitride）（InGaN）
である。発光波長が５２５ｎｍであるタイプでは、市販
されている例には以下のものがある。SMTパッケージで
はAPIのHCL 1513AG、T1パッケージではFarnellの#942 4
67、Radio Spareの#228 1879および#249 8752、APIのHB
3h 443AG、そしてPlus OptoのNSPG500S。発光波長が４
７０ｎｍないし５０５ｎｍであるタイプとT1パッケージ
タイプの例には、Farnellの#142 773、Radio Spareの#2
35 9900、American Bright Optoelectronics Inc.のBL
BH3PW1がある。
【００３３】第六の適したタイプのＬＥＤは、窒化ガリ
ウム／シリコン（GaN/Si）であり、発光波長は４３０ｎ
ｍである。市販品の一例は、Siemens LB3336（RS #284
1386としても知られる）である。
【００３４】上記のＬＥＤタイプはそれぞれ、下の表１
で示される以下の共通の光増感剤の１つ以上の吸収スペ
クトルとほぼ一致する発光スペクトルを有するように選
択されるので、かかるＬＥＤを有する実施態様はＰＤＴ
に適している。例えば、図9は、ピークが５０５ｎｍ、
５４５ｎｍ、５８０ｎｍ及び６３３ｎｍにあるPpIXの吸
収スペクトルを示す。ピーク強度の単位でかつ同じ波長
軸の上に、LED部品番号HPWA DLOO（ピークは５９０ｎ
ｍ）およびLED部品番号HPWT DHOO（ピークは６３０ｎ
ｍ）の発光スペクトルが挿入されており、これらのピー
クは、PpIXの吸収スペクトルにおけるそれぞれ５８０ｎ
ｍと６３３ｎｍのピークと実質的に重なり合うような十
分な幅を有している。
【表１】
【００３５】個別のＬＥＤアレイは、選択された光増感
剤の異なる吸収バンドに適合するように選択された、複
数の異なるタイプのＬＥＤ（それぞれが異なる発光スペ
クトルをもつ）を備える。ＬＥＤの各タイプは、独立し
てスイッチ切り替えを行うようにしてもよい。浸透の深
さ（すなわち強度がe−１まで減衰されたところの深
さ）は波長の関数であるので、適切な発光バンドを選択
するように、アレイの中の一つのタイプのＬＥＤだけの
スイッチを入れることによって、浸透の深さも変えても
よい。
【００３６】ＬＥＤのアレイは、個別にスイッチ切り替
可能（switchable）で、空間的に区分されたセグメント
のＬＥＤから構成されてもよい。選択されたセグメント
は、マトリックス配列（アレイ）の全体領域内で、患者
の選択された領域を治療するためにスイッチを入れてよ
い。
【００３７】ランプは、送られる光線量（light dose）
を監視し、目標線量に達したときに光放射のスイッチを
切るように配された電子光学検出器を含んでもよい。あ
るいは、またはこれに加えて、検出器は、強度を所定の
制限値内に維持し、かつ／または最大制限値を超えた場
合に光放射のスイッチを切るために、瞬間光強度を監視
し、かつチューブに供給される電力を変えるように配さ
れる。
【００３８】患者の異なる領域の治療に適したＬＥＤア
レイの多様な異なる配置について以下に説明する。上記
のように、ＬＥＤは個別のＬＥＤである。別段の記載が
ない限り、ＬＥＤは一体型ファンを用いてファン冷却さ
れてもよい。
【００３９】図１０ａ及び図１０ｂは、患者の顔の治療
のための湾曲したバイザーとして形作られた支持体Ｐの
上に配された、第六の実施態様におけるＬＥＤ Ｌのア
レイを示している。このアレイは、患者が着用するヘッ
ドバンドHBまたはその他のヘッドウェアによって患者の
顔の前に支持される。
【００４０】図１１ａ乃至図１１ｃは、肘をハウジング
ＨＯに挿入できるように、１つの面に２つの類似した開
口部ＡＰを有する立方体のハウジングＨＯ内に配され
た、第七の実施態様のＬＥＤ Ｌのアレイを示してい
る。開口部ＡＰの端部は、快適に腕を休めることができ
るようにクッションが付いている。ハウジングＨＯ内に
は、図１１ｃに示されるように、両腕の面上においてと
ともに、その面に対して垂直においても湾曲した面ＳＵ
が配されている。ＬＥＤ Ｌは、この表面ＳＵに取り付
けられているので、ここから放射される光が患者の肘に
集中する。
【００４１】図１２は、支持板Ｐに取り付けられ、かつ
治療の間に患者の足を休ませる透明または半透明のカバ
ーに覆われた、第八の実施態様のＬＥＤアレイＬを示し
ている。
【００４２】図１３は、支持板Ｐに取り付けられ、患者
の脚下部の治療のために配された、第九の実施態様のＬ
ＥＤアレイＬを示す。
【００４３】図１４及び図１５は、台形プリズムの形態
のハウジングＨＯに取り付けられたＬＥＤアレイＬを示
し、この上部内面はＬＥＤアレイを担持し、下部表面は
光が患者にあたるように開口している。側面は、反射す
るようにしても、または追加のＬＥＤアレイを担持して
もよい。図１４に示される第十の実施態様では、ハウジ
ングＨＯは、ベッドに横になっている患者の顔の治療の
ために、ベッド上の高さが調節可能であるように、ベッ
ドの一方端に取り付けられている。図１５に示される第
１１の実施態様では、ハウジングＨＯは、ベッドに横に
なっている患者の選択された部分の治療のために、スタ
ンドＳＴに取り付けられ、かつ高さの調節が可能になっ
ている。
【００４４】図１６ａ及び図１６ｂは、患者の一方の側
を治療するために配された、第１２の実施態様における
一連の４つの同一平面上のＬＥＤを示している。配列の
各々は独立してスイッチ切り替えが可能であるため、患
者の選択された部分を治療することができる。
【００４５】図１７ａ及び図１７ｂは、患者のある部分
を治療するために配置された第１３の実施態様のＬＥＤ
アレイＬを示す。
【００４６】図１８ａ及び図１８ｂは、横になっている
患者の一方の側を治療するように配された、第１４の実
施態様における一連の３つの同一平面上のＬＥＤアレイ
Ｌを示している。配列の各々は独立してスイッチ切り替
えが可能であるため、患者の選択された部分を治療する
ことができる。
【００４７】図１９ａ及び図１９ｂは、患者のある部分
を四方から治療するために、追加の平面配列のＬＥＤの
上に横になっている患者の治療用の、湾曲ハウジングＨ
Ｏの内面に取り付けられた、第１５の実施態様のＬＥＤ
Ｌのアレイを示している。ハウジングＨＯは、患者の
選択された領域を治療できるように、患者の体長に沿っ
て摺動可能である。ＬＥＤの平面配列の部分は、選択さ
れた部分だけを照射できるようにスイッチ切り替えが可
能である。
【００４８】図２０ａ及び図２０ｂは、前方から患者の
顔に光を照射するための前面のＬＥＤアレイLFと、頭皮
ＬＥＤアレイLSと、左右の側面のＬＥＤアレイLL、L
R（頭皮、顔の左側、および顔の右側のそれぞれに光を
あてるように、前面の配列LFに例えばヒンジによって可
動接続されている）とを備える、第１６の実施態様を示
している。前面のアレイLFは、患者（座っているときが
望ましい）の頭の高さに垂直方向に調整するためのスタ
ンドＳＴに対して摺動可能に取り付けられる。
【００４９】図２１は、横になっている患者の顔及び／
又は頭皮の治療のために配されていること以外は、図２
０ａ及び図２０ｂの実施態様に類似している第１７の実
施態様を示している。スタンドＳＴは、自立形ではな
く、ベッドに取り付けられており、この配列は、横にな
っている患者の頭の位置に対応するように９０度回転す
る。
【００５０】図２２ａ、図２２ｂ及び図２２ｃは、ＬＥ
ＤアレイＬが、スリーブ内の手、前腕、及び／又は肘に
光を照射できるようにスリーブＳＬの内面に取り付けら
れた第１８の実施態様を示している。
【００５１】図２３ａ及び図２３ｂはそれぞれ、可撓性
バッキング部材ＦＢに取り付けられた第１９の実施態様
の正方形と矩形のＬＥＤアレイＬを示し、この可撓性バ
ッキング部材ＦＢは、図２３ｃに示されるように前腕の
一部などの、患者の治療対象領域に、ＬＥＤを内側に向
けてつけることができる。よって、ＬＥＤアレイは、治
療対象領域の輪郭に従う。可撓性バッキング部材ＦＢ
は、単体であるファンか、または可撓性膜によって可撓
性バッキング部材に接続されたファンによって冷却され
るてもよく、この可撓性膜は、可撓性バッキング部材Ｆ
Ｂのまわりに固定されて、ファンからバッキング部材へ
と空気を向けるものであり、バッキング部材を通して空
気が排出される。
【００５２】図２４は、円筒形の内腔プローブの表面に
配された第２０の実施態様のＬＥＤアレイを示してお
り、図２５は、内腔プローブの球形ヘッドの表面に配さ
れた第２１の実施態様のＬＥＤアレイを示している。こ
れらのプローブは、陰門、頚部、子宮内膜、膀胱、胃
腸、口、鼻、耳及び／又は気管支の治療用の寸法にされ
ている。
【００５３】発明者が行ったテストでは、ＬＥＤからの
赤色（約６３０ｎｍ）の発光を用いたＰＤＴの効力は、
皮下乳癌再生遅延測定法を用いた生体内比較研究におい
て、確立された。放射線生物学終点を用いることによ
り、固体状のプロトタイプの効力が、ＰＤＴ用の高価な
従来のレーザーの効力に匹敵することが示された（すな
わち有意差はない ｐ＝０．２１）。これらの結果は、
ボーエン病および基底細胞癌の治療におけるさらなる臨
床研究で確かめられ、この研究で、レーザーＰＤＴと比
べて、比較完全反応率が達成された。
【００５４】図２６は、上記のような異なるタイプのＬ
ＥＤからなる個別のＬＥＤアレイを形成するように、赤
色ＬＥＤ LRの列が点在する青色ＬＥＤ LBの列から構成
される、第１９の実施態様のより具体的な例を示してい
る。青色ＬＥＤLBは、一度にオン／オフのスイッチ切り
替えが可能であり、ＬＥＤ LRから独立しており、この
ＬＥＤLRも一度にオン／オフのスイッチ切り替えが可能
である。このように、治療の種類と、必要とされる浸透
の深さに応じて、赤色または青色の照明を選択してもよ
い。
【００５５】青色ＬＥＤは、発光スペクトルが実質的に
（例えば全幅半値帯域幅）３７０ｎｍから４５０ｎｍの
範囲、好ましくは４００ｎｍから４３０ｎｍの範囲にあ
る。この範囲は、前癌症状、特に紫外線角化症の治療に
特に適している。
【００５６】赤色ＬＥＤは、発光スペクトルが実質的に
（例えば全幅半値帯域幅）６２０ｎｍから７００ｎｍの
範囲にある。この範囲は、非黒色腫（例えば基底細胞ま
たは扁平上皮癌）、または菌状息肉腫の治療に特に適し
ている。
【００５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第一の実施態様及び第二の実
施態様で用いられる個別の直並列マトリックスの図であ
る。
【図２】図２は、第一の実施態様の斜視図である。
【図３】図３は、第一の実施態様の一部の断面図であ
る。
【図４】図４は、第一の実施態様の出力の横断面の強度
の変動を示したグラフである。
【図５】図５は、第二の実施態様の断面図である。
【図６】図６は、第三の実施態様の断面図である。
【図７】図７は、第四の実施態様の断面図である。
【図８】図８は、第五の実施態様の断面図である。
【図９】図９は、PpIXの吸収スペクトルと、諸実施態様
での使用に適したＬＥＤの２つの例の発光スペクトルと
を示したグラフである。
【図１０】図１０ａ及び図１０ｂは、それぞれ、顔の治
療のための第六の実施態様のＬＥＤアレイの側面図と正
面図である。
【図１１】図１１ａ、図１１ｂ、図１１ｃは、患者の肘
の治療のための第７の実施態様のＬＥＤアレイの、患者
の腕の面の断面図、患者の腕を横断する平面図および縦
断面図である。
【図１２】図１２は、足の治療のために用いられる第８
の実施態様におけるＬＥＤアレイの側面図である。
【図１３】図１３は、脚下部の治療のために用いられる
第９の実施態様におけるＬＥＤアレイの側面図である。
【図１４】図１４は、ベッドに横になっている患者の顔
の治療のための第１０の実施態様におけるＬＥＤアレイ
の配置を示す。
【図１５】図１５は、ベッドに横になっている患者のあ
る部分の治療のための第１１の実施態様におけるＬＥＤ
アレイの配置を示す。
【図１６】図１６ａ及び図１６ｂはそれぞれ、患者の一
方の側の治療のための第１２の実施態様における１組の
類似したＬＥＤアレイの正面図と側面図である。
【図１７】図１７ａ及び図１７ｂはそれぞれ、患者の一
方の側のある部分の治療のための第１３の実施態様にお
けるＬＥＤアレイの正面図と側面図である。
【図１８】図１８ａ及び図１８ｂは、それぞれ、横にな
っている患者の一方の側の治療のための第１４の実施態
様における１組の類似したＬＥＤアレイの側面図と端面
図である。
【図１９】図１９ａ及び図１９ｂは、横になっている患
者のある部分の治療のための第１５の実施態様における
ＬＥＤアレイの横面図と端面図である。
【図２０】図２０ａ及び図２０ｂは、それぞれ顔及び／
又は頭皮の治療のための第１６の実施態様におけるＬＥ
Ｄアレイの配置の平面図と側面図である。
【図２１】図２１は、横になっている患者の顔及び／又
は頭皮の治療のための第１７の実施態様における図２０
ａ及び図２０ｂの配置に類似した配置を示す。
【図２２】図２２ａ、図２２ｂ、図２２ｃは、それぞ
れ、手、前腕、及び／又は肘の治療のための第１８の実
施態様におけるスリーブ内に配されたＬＥＤアレイの側
面図、横断面図、縦断面図である。
【図２３】図２３ａ、図２３ｂ、図２３ｃは、第１９の
実施態様における可撓性ＬＥＤアレイの２つの異なる形
と、患者の皮膚上にパッチとしてつけられる可撓性アレ
イとを示す。
【図２４】図２４は、第２０の実施態様における円筒形
の内腔プローブの側面に配されるＬＥＤアレイを示す。
【図２５】図２５は、第２１の実施態様における球形の
内腔プローブの表面に配されるＬＥＤアレイを示す。
【図２６】図２６は、第１９の実施態様における可撓性
ＬＥＤアレイのより具体的な例を示す。
【符号の説明】
Ｌ ＬＥＤ Ｈ シートシンクアレイ Ｆ ファンアレイ Ｒ 支持ロッド Ｐ 支持体 Ｗ 波長ガイド Ｌ 光ガイド
フロントページの続き (72)発明者 コリン ホワイトハースト イギリス国，チェシャー ダブリューエー 14 １イーピー， アルトリンカム，スタ ンフォード ニュー ロード ステーショ ン ビジネス センター ステーションハ ウス Ｆターム(参考） 4C061 AA01 BB00 CC00 DD00 GG01 4C082 PA02 PC01 PC10 PE10 PG16 PJ03 PJ04

Claims (64)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可撓性バッキングに配設された発光ダイ
    オードアレイを備えた治療及び／又は診断用光源であっ
    て、前記アレイは第一発光スペクトルを有する第一のタ
    イプの発光ダイオードと、第一発光スペクトルとは異な
    る第二発光スペクトルを有する第二のタイプの発光ダイ
    オードとを具備する光源。
  2. 【請求項２】 前記第一のタイプの発光ダイオードは、
    前記第一のタイプの発光ダイオードから独立してスイッ
    チ切り替え可能である、請求項1記載に記載の光源。
  3. 【請求項３】 前記第一発光スペクトルは実質的に３７
    ０ｎｍから４５０ｎｍの範囲にある、請求項1又は請求
    項2に記載の光源。
  4. 【請求項４】 前記第一発光スペクトルは実質的に４０
    ０ｎｍから４３０ｎｍの範囲にある、請求項３に記載の
    光源。
  5. 【請求項５】 前記第二発光スペクトルは実質的に６２
    ０ｎｍから７００ｎｍの範囲にある、請求項１乃至４の
    うち何れか一項に記載の光源。
  6. 【請求項６】 前癌症状の治療において、請求項１乃至
    ５のうち何れか一項に記載の光源の使用。
  7. 【請求項７】 前記前癌症状は紫外線角化症である、請
    求項6に記載の使用。
  8. 【請求項８】 非黒色腫の治療のための、請求項１乃至
    請求項５のいずれかに一項に記載の光源の使用。
  9. 【請求項９】 前記非黒色腫は基礎細胞または扁平上皮
    癌である、請求項８に記載の使用。
  10. 【請求項１０】 光が患者の顔に放射されるように、患
    者の頭部への取付用のヘッド部に取り付けられた個別の
    発光ダイオードの非平面アレイを具備する治療及び／又
    は診断用光源。
  11. 【請求項１１】 発光ダイオードの第一の剛性アレイ
    と、前記第一のアレイの端部に可動的に接続された発光
    ダイオードの第二の剛性アレイと、前記第一のアレイの
    別の端部に可動的に接続された発光ダイオードの第三の
    剛性アレイと、を具備する治療及び／又は診断用光源。
  12. 【請求項１２】 前記第一のアレイの他の端部に可動的
    に接続された発光ダイオードの第四のアレイをさらに具
    備する、請求項１１に記載の光源。
  13. 【請求項１３】 顔及び／又は頭皮の治療のために配さ
    れた、請求項１１又は請求項１２に記載の光源。
  14. 【請求項１４】 患者を支持するための支持体と、該支
    持体によって支持されるときに患者の体長の少なくとも
    一部を覆うように配された剛性カバーの内曲面に取り付
    けられた発光ダイオードのアレイとを具備する、治療及
    び／又は診断用光源。
  15. 【請求項１５】 前記支持体が発光ダイオードの他のア
    レイを含む、請求項１４に記載の光源。
  16. 【請求項１６】 前記他のアレイは独立してスイッチ切
    り替え可能な複数のセクションを備える、請求項１５に
    記載の光源。
  17. 【請求項１７】 前記他のアレイは平面である、請求項
    １４乃至１６のいずれか一項に記載の光源。
  18. 【請求項１８】 ハウジング内に配された発光ダイオー
    ドのアレイと、患者の体の一部をハウジング内に挿入で
    きるようにする開口部とを具備し、該アレイはハウジン
    グ内に挿入されたときに患者の体の一部に光を照射する
    ように配されている、患者の治療又は診断用光源。
  19. 【請求項１９】 前記開口部と前記ハウジングは患者の
    一方または両方の肘をハウジング内に挿入できるように
    する大きさである、請求項１８に記載の光源。
  20. 【請求項２０】 独立してスイッチ切り替え可能な同一
    平面上の複数の発光ダイオードのアレイを具備する、患
    者の治療又は診断用光源。
  21. 【請求項２１】 基部が台形プリズム開口の形状であ
    り、かつ発光ダイオードのアレイを担持している上部内
    面を有するハウジングを具備する、患者の治療又は診断
    用光源。
  22. 【請求項２２】 少なくとも１つの前記内面は反射性で
    ある、請求項２１に記載の光源。
  23. 【請求項２３】 少なくとも１つの前記内面は発光ダ
    イオードの他のアレイを担持する、請求項２１に記載の
    光源。
  24. 【請求項２４】 その表面上に個別の発光ダイオードの
    アレイを担持している内腔プローブを具備する、患者の
    治療又は診断用光源。
  25. 【請求項２５】 前記表面が略円筒形である、請求項２
    ４に記載の光源。
  26. 【請求項２６】 前記表面が略球形である、請求項２４
    に記載の光源。
  27. 【請求項２７】 発光ダイオードからの光は少なくとも
    約１０ｍＷ／ｃｍ２の強度で治療領域に直接入射するよ
    うに配された発光ダイオードのアレイと、強制空気対流
    によって前記ダイオードを冷却する手段とを具備する治
    療用光源。
  28. 【請求項２８】 少なくとも約１０ｍＷ／ｃｍ２の出力
    強度を付与するように配された個別の発光ダイオードの
    アレイと、強制空気対流によって前記ダイオードを冷却
    する手段とを具備する治療用光源。
  29. 【請求項２９】 前記発光ダイオードからの光が治療領
    域において約１０％以下の空間的強度変動を有するよう
    に配された、請求項２７又は請求項２８に記載の光源。
  30. 【請求項３０】 前記ダイオードが１つ以上のヒートシ
    ンクと熱的に結合された、先行する請求項のいずれか一
    項に記載の光源。
  31. 【請求項３１】 前記ダイオードが、空気を近位端部か
    ら遠位端部まで送るための通路の遠位端部に配設された
    請求項２７に記載の光源。
  32. 【請求項３２】 前記通路の近位端部に取り付けられた
    ファンを備えた、請求項３１に記載の光源。
  33. 【請求項３３】 ダイオードアレイからの光が頚部に入
    射するように、前記遠位端部が頚部の近くに配設可能と
    するような大きさである、請求項３１又は請求項３２に
    記載の光源。
  34. 【請求項３４】 前記遠位端部は頚部に適合するように
    凹形になっている、請求項３３に記載の光源。
  35. 【請求項３５】 発光ダイオードが放射する光を集中さ
    せるように配された先細り光ガイドに結合された個別の
    発光ダイオードアレイを具備する治療用光源。
  36. 【請求項３６】 発光ダイオードが放射する光が、平行
    面光ガイドに集中するように、前記先細り光ガイドに結
    合された平行面光ガイドを備える、請求項３５に記載の
    光源。
  37. 【請求項３７】 平行側面光ガイドに直接結合された発
    光ダイオードの一体型アレイを備える、治療用光源。
  38. 【請求項３８】 前記ダイオードが熱電気冷却手段に熱
    的に結合されている、請求項３７に記載の光源。
  39. 【請求項３９】 平行面光ガイドは１つ以上の光ファイ
    バー及び／又は液体光ガイドを具備する、請求項３５又
    は請求項３７に記載の光源。
  40. 【請求項４０】 発光波長が実質的に５５０ｎｍから６
    ６０ｎｍの範囲にある発光ダイオードのアレイを具備す
    る治療用光源。
  41. 【請求項４１】 発光波長が実質的に５９０ｎｍから６
    ４０ｎｍの範囲にある、請求項４０に記載の光源。
  42. 【請求項４２】 前記ダイオードは、リン化アルミニウ
    ムインジウムガリウム/リン化ガリウムのダイ材料のも
    のである、請求項４１に記載の光源。
  43. 【請求項４３】 発光波長が実質的に５６０ｎｍから６
    ４４ｎｍの範囲にある、請求項４２に記載の光源。
  44. 【請求項４４】 前記ダイオードがリン化アルミニウム
    インジウムガリウム/ヒ化ガリウムのダイ材料のもので
    ある、請求項４３に記載の光源。
  45. 【請求項４５】 発光波長が実質的に６５０ｎｍから６
    ６０ｎｍの範囲にある、請求項４２に記載の光源。
  46. 【請求項４６】 前記ダイオードがヒ化アルミニウムガ
    リウムのダイ材料のものである、請求項４５に記載の光
    源。
  47. 【請求項４７】 発光波長が実質的に５５０ｎｍから５
    ７０ｎｍの範囲にある、請求項４２に記載の光源。
  48. 【請求項４８】 前記ダイオードはリン化ガリウムのダ
    イ材料のものである、請求項４７に記載の光源。
  49. 【請求項４９】 ピーク発光スペクトルが約４７０ｎ
    ｍ、５０５ｎｍ、又は５２５ｎｍであるＬＥＤのアレイ
    を具備する治療用光源。
  50. 【請求項５０】 前記ダイオードが窒化インジウムガリ
    ウムのダイ材料のものである、請求項４９に記載の光
    源。
  51. 【請求項５１】 ピーク発光スペクトルが約４３０ｎｍ
    であるＬＥＤのアレイを具備する治療用光源。
  52. 【請求項５２】 前記ダイオードは窒化ガリウム／シリ
    コンのダイ材料のものである、請求項５１に記載の光
    源。
  53. 【請求項５３】 前記ＬＥＤは第一の組のＬＥＤと、前
    記第１の組とは異なる発光スペクトルを有する第二の組
    のＬＥＤとを具備する、先行するいずれか一項に記載の
    光源。
  54. 【請求項５４】 前記アレイは可撓性回路板に取り付け
    られる、請求項２７乃至請求項３６及び請求項４０乃至
    請求項５２、またはこれに従属する場合の請求項５３の
    いずれか一項に記載の光源。
  55. 【請求項５５】 第一の組のＬＥＤと、前記第一の組と
    は異なる発光スペクトルを有する、独立してスイッチ切
    り替え可能な第二の組のＬＥＤとを含むＬＥＤアレイを
    具備する治療用光源。
  56. 【請求項５６】 第一の組のＬＥＤと、前記第一の組か
    ら独立してスイッチ切り替え可能な空間的に区分された
    第二の組のＬＥＤとを含むＬＥＤアレイを具備する治療
    又は診断用光源。
  57. 【請求項５７】 患者の美容治療のための、先行するい
    ずれか一項に記載の光源の使用。
  58. 【請求項５８】 患者のフォトダイナミック治療のため
    の、請求項５７に記載の使用。
  59. 【請求項５９】 ポートワイン母斑除去又は毛髪の回復
    若しくは除去のための、請求項５８に記載の使用。
  60. 【請求項６０】 皮膚の若返り、しわ除去または生化学
    的刺激のための、請求項５７に記載の使用。
  61. 【請求項６１】 患者の医学的治療のための、請求項１
    乃至請求項５６のいずれか１項に記載の光源の使用。
  62. 【請求項６２】 患者のフォトダイナミック治療のため
    の、請求項６１に記載の使用。
  63. 【請求項６３】 紫外線／日光性角化症、ボーエン病、
    表在性基底細胞癌、扁平上皮癌、上皮内癌、菌状息肉
    腫、Ｔ細胞リンパ腫、アクネ及び脂漏症、湿疹、乾癬、
    皮脂母斑、胃腸内の状態（例えばバラットの食道癌及び
    結腸直腸癌）、婦人科の障害（例えば、ＶＩＮ、ＣＩＮ
    及び過度の子宮出血）、口のガン（例えば前癌状態また
    はｄｙｐｌａｓｔｉｃ病変及び扁平上皮癌）、ウィルス
    性感染（例えば単純ヘルペス、伝染性軟属腫、およびい
    ぼ（不応性、尋常性ゆうぜい、または足底ゆうぜ
    い））、円形脱毛症、または多毛症のうちの１つ以上の
    治療における、請求項６２に記載の使用。
  64. 【請求項６４】 実質的に添付の図面のうちの図１乃至
    図４、または図５、又は図６、又は図７、又は図８、又
    は図９、又は図１０ａ及び図１０ｂ、又は図１１ａ乃至
    図１１ｃ、又は図１２、又は図１３、又は図１４、又は
    図１５、又は図１６ａ及び図１６ｂ、又は図１７ａ及び
    図１７ｂ、ま又は図１８ａ及び図１８ｂ、又は図１９ａ
    及び図１９ｂ、又は図２０ａ及び図２０ｂ、又は図２
    １、又は図２２ａ乃至図２２ｃ、又は図２３ａ乃至図２
    ３ｃ、又は図２４、又は図２５、又は図２６を参照して
    説明され、及び／又は示される、治療又は診断用光源。
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