JP2002513660A

JP2002513660A - 光力学的療法用イルミネータ

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Publication number: JP2002513660A
Application number: JP2000546845A
Authority: JP
Inventors: スコットルンダール，; コゾドイ，レベッカ; キャロル，ロナルド; レッペルマイヤー，エルトン
Original assignee: DUSA PHARMACEUTICALS, INC.
Current assignee: DUSA PHARMACEUTICALS, INC.
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2002-05-14
Anticipated expiration: 2019-04-26
Also published as: US20040143308A1; AU3858699A; EP1566200B1; IL139397A0; EP1075315B1; NO328315B1; WO1999056827A3; ATE285817T1; EP1566200A1; ATE423598T1; ES2237102T3; PL344106A1; EP1510233A1; DE69922944T2; TR200003233T2; HUP0101340A2; US20150105667A1; HUP0101340A3; CZ298928B6; CN1308553A

Abstract

(57)【要約】イルミネータを使用した光力学的療法又は光力学的診断のための装置及び方法であり、輪郭表面におよそ適合し、輪郭表面を実質的に均一な強さの可視光線で照射する複数の光源を含んで構成される。光源は、電子安定器によって駆動される略Ｕ字状の蛍光チューブを含んで構成することができる。安定器電圧の調整により、チューブの出力パワーを制御する。チューブは、金属板又はプラスチックのハウジングによって支持されており、ユニット内に冷却空気流を流し、またチューブの破損時にガラスと患者との接触を防止するポリカーボネートシールドで覆われている。チューブの背後に配置されたアルミニウム反射器は、出力放射照度と出力分布の均一性との双方を増大する。出力をより均一にするべくイルミネータの端部の出力を増大するため、Ｕ字状チューブの配置が変更される。また、均一性を改善するため、チューブの異なる個所が異なる量で冷却される。光センサは、Ｕ字状チューブからの出力を監視して、チューブからの出力を調整するための信号を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野）本発明は、可視光線の均一分布を提供するイルミネータを使用する光力学的療
法（フォトダイナミックセラピー）に関する。詳しくは、本発明は、患者の頭皮
又は顔面部位の光線性角化症の光力学的治療（ＰＤＴ）又は光力学的診断（ＰＤ
）のための装置及び方法に関する。本発明は、他の適応症（例えば、座瘡）や、
患者の他の身体部位（例えば、腕、足など）のＰＤＴ及びＰＤのための装置及び
方法にも関連する。

【０００１】ここで使用される場合に、「可視光線」の用語は、電磁放射線スペクトルのう
ち可視域にある放射エネルギーを指し、また「光線」の用語は、電磁放射線スペ
クトルのうち紫外線（ＵＶ）域、赤外線（ＩＲ）域及び可視域を含んだ放射エネ
ルギーを指す。（背景技術）近年、身体の凹所におけるものなど、皮膚又は他の組織ないしその近傍におけ
る、いく種類かの病気を治療するために、光力学的療法や光化学的療法が提案さ
れている。例えば、ＰＤＴは、異なる種類の皮膚癌及び前癌状態の治療のために
提案されている。ＰＤＴでは、患者は、診断又は治療される組織に蓄積する光活
性化性作用薬又は光活性化性作用薬の前駆物質を投与される。ここで、診断又は
治療される組織を含む患者部位に可視光線が照射される。可視光線は、光活性化
性作用薬における化学的変化及び／又は生物学的変化を引き起こし、続いて、作
用薬は、目標組織を選択的に定め、破壊し又は変更するが、同時に、その治療部
位の他の組織に対しては、弱くかつ可逆的なダメージしか引き起こさない。

【０００２】光活性化性作用薬の前駆物質として５−アミノレブリン酸（ＡＬＡ）を使用し
たＰＤＴに関する一般的な背景情報は、１９９２年１月７日に James C. Kenne-
dyらに発行された米国特許第５０７９２６２号（発明の名称；「５−アミノレブ
リン酸を利用した悪性及び非悪性病巣の発見及び治療方法」）や、１９９３年５
月１８日に James C. Kennedy らに発行された米国特許第５２１１９３８号（発
明の名称；「プロトポルフィリンＩＸ前駆物質の光化学的療法による悪性及び非
悪性病巣の発見方法」）に見出すことができる。これらの特許の内容は、参照に
よって本明細書に組み込まれる。１９９６年１１月５日の Journal of Clinical
Laser Medicine and Surgery での James C. Kennedy らの発表（表題；「５−
アミノレブリン酸（ＡＬＡ）によって誘発される内因性光増作を使用した光力学
的療法（ＰＤＴ）及び光診断（ＰＤ）：メカニズムと化学的結論」）も、参照に
よって本明細書に組み込まれる。DUSA Pharmaceuticals, inc.（Tarrytown, NY
）による１９９６年の年次報告「First Phase ＩＩＩ」には、本発明の使用の図
及び例が含まれており、これも参照によって本明細書に組み込まれる。

【０００３】ここで使用される場合に、ＡＬＡ又は５−アミノレブリン酸の用語は、ＡＬＡ
自体、その前駆物質、及びその薬学的に許容されうる塩を指す。レーザー光線以外の最も典型的な光源は、３つの基本的な機能ブロックのみか
ら構成される。フォトンを発生するための放射源（例えば、ライトバルブ）と、
放射された光線が目指す目標に有効な態様で到達するように、そのダイレクト、
フィルター又は他の動作を行う結合要素と、光線の生成を必要なときに開始し及
び停止する制御システムとである。一般的なオフィスの蛍光照明設備は、このよ
うなシステムのよい例である。この設備では、白色可視光線は、ガラス管内の無
機性蛍光体素材を励起する制御された水銀アーク放電によって生成される。アー
クからのエネルギー変換が、チューブからの可視性の白色光放射を引き起こす。
放射された可視光線は、ランプハウジンクの反射器によって作業空間に向けられ
る。可視光線の目標への分布は、拡散システムを使用することにより、しばしば
、増大される。オフィスにおける典型的な設定では、可視光線の生成は、ランプ
への電力の流れを遮断する簡単なスナップスイッチによって制御される。

【０００４】治療的な理由のため、強さと色彩とにおいて均一なパワー出力を有するのが好
ましい。詳しくは、目標の光増感剤の光学的な活性化スペクトルと広範囲でオー
バラップするスペクトル出力を伴うイルミネータを備えるのが、特に好ましい。
本発明の好ましい一形態によれば、４００nm（ナノメートル）を超える波長を有
する青色光線は、一定の診断目的及び治療にとって、特にＡＬＡが光線性角化症
のＰＤ及びＰＤＴのために使用される光活性化性作用薬である場合には、特に有
利である。しかしながら、スペクトルのうち他の範囲の、特に４００〜７００nm
の緑色及び赤色範囲の可視光線も、使用することができる。

【０００５】従来のイルミネータは、輪郭表面に対して、強さにおいて充分に均一な可視光
線を生成しなかった。（発明の開示）従って、本発明の目的は、ＰＤＴ及び／又はＰＤ用の改良されたイルミネータ
を提供することである。

【０００６】本発明の他の目的は、多様な輪郭表面に対してスペクトル特性及び強さの双方
の点で一貫して均一な可視光線を提供する、ＰＤＴ用のイルミネータを提供する
ことである。ここで使用される場合に、輪郭表面とは、平坦でない表面をいう。本発明の他の目的は、ほぼ全体に渡って選択された波長範囲にある可視光線を
生成するＰＤＴ又はＰＤ用のイルミネータを提供することである。

【０００７】本発明の別の目的は、患者の顔面又は頭皮を照射するためのイルミネータを提
供することである。本発明のさらに別の目的は、イルミネータの放射照度の均一性を改善するため
の冷却システムを提供することである。本発明の付加的な目的は、イルミネータ内部において個々の光源の間隔を変え
ることにより、無限平面発光体の均一出力に近づける有限発光体を含んで構成さ
れるイルミネータを提供することである。

【０００８】本発明の付加的な目的は、複数の光源の可視光出力を監視して、複数の光源か
らの可視光出力を調節するための信号を出力する単一可視光センサを含んで構成
される、イルミネータの監視システムを提供することである。上記目的の達成において、本発明に従い、輪郭表面のＰＤＴ又はＰＤのための
イルミネータが提供される。このイルミネータは、輪郭表面におよそ適合し、充
分に均一な強さの可視光線を輪郭表面に照射する複数の光源と、これらの複数の
光源を輪郭表面に対して支持するハウジングとを含んで構成される。

【０００９】上記目的の達成において、本発明に従い、輪郭表面のＰＤＴ又はＰＤ方法もま
た提供される。この方法は、輪郭表面に対して５−アミノレブリン酸を局部的に
適用することと、輪郭表面におよそ適合する複数の光源からの充分に均一な強さ
の可視光線を輪郭表面に照射することとを含んで構成される。上記目的の達成において、本発明に従い、ほぼ直線状のセグメントに接続され
たほぼ弓状のセグメントを備える延長された光源を含むイルミネータの冷却シス
テムもまた提供される。この冷却システムは、光源を包囲するプレナムと、ほぼ
直線状のセグメントの自由端近くに位置し、大気を受け入れる前記プレナムへの
取入孔と、ほぼ弓状のセグメントとほぼ直線状のセグメントとの間の接続部近傍
に位置し、加熱された大気を排出する前記プレナムからの排気孔とを含んで構成
される。ほぼ直線状のセグメントと、ほぼ弓状のセグメントとほぼ直線状のセグ
メントとの間の接続部とは、ほぼ弓状のセグメントに比べて、より強い冷却を受
ける。

【００１０】上記目的の達成において、本発明に従い、ほぼ直線状のセグメントに接続され
たほぼ弓状のセグメントを備える延長された光源から、充分に均一な強さの光線
を提供する方法もまた提供される。この方法は、ほぼ弓状のセグメントに比べて
、ほぼ直線状のセグメントにより強い冷却を与えることを含んで構成される。上記目的の達成において、本発明に従い、無限平面発光体を再現するためのイ
ルミネータもまた提供される。このイルミネータは、周辺を有する発光領域と、
互いにほぼ平行な複数の光源とを含んで構成され、これらの複数の光源は、発光
領域から充分に均一な強さの光線を照射するように用いられる。複数の光源のう
ち隣り合うものの間の側面間隔は、前記周辺に関連して変化する。

【００１１】上記目的の達成において、本発明に従い、表面を照射するイルミネータの監視
システムもまた提供される。この監視システムは、充分に均一な強さの光線で表
面を照射するように適合された複数の調節可能な光源と、複数の光源に関連して
支持される光センサと、光センサと複数の光源との間に介在するパーティション
と、光センサから第１の距離を隔てて配置されかつ第１の断面積を有し、複数の
光源のうち第１ものからの光線を光センサに入れるように適合されたパーティシ
ョンの第１の開口と、光センサから第２の距離を隔てて配置されかつ第２の断面
積を有し、複数の光源のうち第２ものからの光線を光センサに入れるように適合
されたパーティションの第２の開口と、を含んで構成される。第１及び第２の断
面積の比は、第１及び第２の距離の逆二乗に比例し、光センサは、複数の光源の
うち第１及び第２のものからの光出力を監視して、充分に均一な強さの光線が表
面に照射するように複数の光源からの光出力を調節するための信号を出力するよ
うに、適合される。

【００１２】上記目的の達成において、本発明に従い、輪郭表面を光力学的に診断し及び治
療するための光線が提供され、この光線は、輪郭表面におよそ適合する複数の発
生源からのものであり、輪郭表面を均一な強さで照射する。本発明は、上述のオフィス蛍光照明システムの基礎と近似した基礎上に成り立
つものである。本発明の一形態によれば、可視光線は、蛍光チューブ及びそれら
に結合する制御電子部に適合する外形表面によって生成され、これらのチューブ
からの可視光出力は、チューブの形状に適合する外形表面及び反射器などの他の
要素によって診断又は治療部位に向けられ、蛍光チューブの活性化及び輪郭表面
の可視光線の露光は、電子回路によって制御される。

【００１３】本発明は、ＰＤＴ用光源に課せられる生物学的要求により、従来の光源とは相
違する。本発明の構成要素には、より高い精密度と完成度とが要求される。出力
スペクトル、放射照度及び放射照度の均一性のすべてが制御されて、装置の特性
が目標の病巣への光の搬送と光力学的反応の作動とに適することが保証されなけ
ればならない。これを達成するため、本発明の範囲内の各機能ブロックは、注意
深く選択されかつ設計された構成要素を含んで構成される。それぞれの動作原理
は、後に詳述する。

【００１４】光学上の逆二乗法則は、１つのポイント光源から対象物が受ける光の強さが、
その光源からの距離の二乗に反比例することを規定する。この性質のため、光源
からの距離は、すべての光学的システムにおいて重要な変数である。従って、均
一な顔面及び頭皮照射を達成するため、出力の放射照度の距離に関する変差が最
小化されなければならない。平坦な発光表面では、平面ではない顔面及び頭皮表
面を発光表面から一定の距離に置くことができないので、表面のすべての輪郭に
均一の光線供与量を同時に与えることはできない。この問題を改善するため、本
発明は、人間の顔面及び頭部の輪郭により近く追従するＵ字状の発光表面を使用
して、ランプから目標までの距離の変差を最小化し、延いては目標における放射
照度の変差を最小化する。

【００１５】チューブ状光源の出力は、温度に応じて変動しうるため、温度分布もまた、放
射照度の均一性に対して重要な役割りを果たす。また、チューブ出力は、その長
さに関連して変動しうるため、イルミネータの放射照度の均一性を制御する際に
、温度分布を調整してもよい。本発明の他の目的、特徴及び利点は、下記の詳細な説明において述べることと
するので、その説明から幾分明らかとなるであろうし、または、本発明の実施に
よって知ることができる。本発明の目的及び利点は、添付の請求の範囲において
特に明らかにした手段及び結合によって実現し及び得ることができる。

【００１６】（実施をするための最良の形態）本明細書に結合され、その一部を構成する添付の図面は、本発明の目下好適と
される実施の形態を示したものであり、上述の総括的な説明と、下記の好ましい
実施の形態の詳細な説明とともに、本発明の本質を説明するのに役立つ。概観図１〜８に示される一実施形態によれば、７つのＵ字状蛍光チューブ１０(1)
〜１０(7) は、３つの電子安定器２０によって駆動される。安定器電圧を調節す
ることで、チューブの出力パワーを制御する。チューブ１０(1) 〜１０(7) は、
ハウジング３０によって支持されており、また、冷却空気流をユニット内部に向
けるとともに、チューブの破損が生じたときにガラスと患者との接触を防ぐポリ
カーボネートシールド４０によって覆われている。チューブの背後に設置された
アルミニウム反射器５０は、出力放射照度と出力分布の均一性との双方を増大さ
せる。ユニットの全体的な寸法は、およそ、高さ３８cm×幅４５cm×深さ４４．
５cmである。図１は、患者の頭部及び鼻の位置を示している。光源の典型本発明の好ましい一実施形態によれば、７つの３６″Ｕ字状Ｆ３４Ｔ８ウルト
ラブルー蛍光チューブ１０(1) 〜１０(7) は、高さ３０cmに幅４６cm（約１３５
０cm²）の最小治療的活性領域とともに、高さ３６cmに幅４６cm（約２８５０cm ² ）の最大可視光線放射領域を提供する。図１に示されているように、チューブ
は、ほぼ弓状の中央部１０Ａと、この中央部のそれぞれの端部から延伸するアー
ム１０Ｂとを備える。

【００１７】蛍光チューブは、放電灯型である。これらは、低圧ガスを介した放電を利用し
て、蛍光を発する蛍光体と相互作用して電気的エネルギーを光に変換するプラズ
マを生成する。典型的な蛍光チューブは、両端において電極又は陰極を備える密
封されたガラスチューブから構成される。チューブは、均一な発光性の無機性透
明蛍光体で内側がコートされている。チューブは、低圧の不活性ガス（通常は、
アルゴン）で満たされ、これに対して密封前に少量の液体水銀が添加される。低
い内部圧力によって幾らかの液体水銀が蒸発し、チューブ内にアルゴンと水銀と
の雰囲気が形成される。充分に高い電圧ポテンシャルを陰極に与えることで、陰
極から電子が放出され、これがチューブの長手方向に拡散してアルゴン／水銀蒸
気をイオン化する。チューブ内の混合ガスは、イオン化されると伝導性を有し、
電流が流れうる状態になるとともに、水銀原子を励起し続ける。チューブ電流の
大きさは、励起される原子数、延いてはチューブからの光出力を制御する。励起
された水銀原子が低いエネルギー状態に戻る際に、それらは紫外線（ＵＶ）放射
を発する。このＵＶ放射がチューブ壁部の蛍光体に吸収されると、蛍光体は蛍光
を発し、水銀の原理共振線のエネルギーをより長い波長に効率的に変換する。蛍
光体素材の化学的性質は、ランプからの光出力の特徴的なスペクトル放出を決定
する。このことは、本発明におけるように、光源の波長出力を整えて、応用上の
要請に適合させるために利用することができる。

【００１８】蛍光チューブからの出力は、本来均一ではない。陰極のごく近傍において測定
される出力は、チューブの他の部分の出力より一般的に非常に低い。これは、陰
極近傍の領域におけるイオン化されたガスが、蛍光体を励起するのに充分なＵＶ
を放出しないために起こる。この低放出領域は、ファラデー暗部として知られて
いる。均一性の問題を回避するため、本発明の一実施形態は、複数のＵ字状チュ
ーブ１０(1) 〜１０(7) を利用する。この構成により、陰極及びこれらの低出力
領域を実際上の放出領域の外側（現実には、患者の耳の背後）に位置させること
が可能となる。チューブ出力のうちより均一な中央部のみが、患者の治療に用い
られる。この構成の他の利点は、チューブの側面間隔（図２に示すような、相対
的な水平間隔）を変えることにより、均一性をも調節しうることである。平坦面
発光光源からの出力は端部近傍において落ちるという現実を補償する必要がある
ため、このことは重要である。チューブの側面間隔を変えることは、より大きな
イルミネータの端部をそれ自体で包み込み、もってコンパクトなユニットによっ
て無限平面発光体を再現するのと同じ効果を奏する。

【００１９】Ｕ字形状は、発光体と目標との間の距離の変差を最小にし、患者の顔面又は頭
皮に対して均一な可視光線分布を提供する。チューブの寸法は、成人の頭部の平
均寸法を基に選択されている。チューブの取付けは、チューブ末端における非発
光領域の影響を最小にしている。このことは、本発明のコンパクト化を可能とし
、また可視光源内部における患者頭部のセンタリングを容易にしている。さらに
、「Ｕ」の形状は、頭皮及び顔面照射にとって望ましい放射照度及び放射照度の
均一性を提供するので、ＰＤＴの間に、すべての目標領域に対して正しい可視光
線量が確実に与えられる。

【００２０】使用されるチューブの数と、これらの間の間隔とは、望ましい均一性及びパワ
ー出力の詳細を達成するように選択される。最適な出力分布は、７つのチューブ
１０(1) 〜１０(7) が、シャシー内において、次のおよその側面間隔をもって、
ユニットの反対側の端部に関して対称的なパターンに配置される場合に得られる
ことが分かっている。中央のチューブ１０(4) と、この中央のチューブ１０(4)
に隣接する２つのチューブ１０(3) 及び１０(5) のそれぞれとの間が７cmであり
、チューブ１０(3) ，１０(2) 及び１０(5) ，１０(6) 、すなわち中央のすぐ外
側のチューブのペアの間が５cmであり、チューブ１０(2) ，１０(1) 及び１０(6
) ，１０(7) 、すなわちユニット側部にある最も外側のチューブのペアの間が３
．５cmである。最も外側のチューブ１０(1) ，１０(7) は、ハウジング端部から
約２．５cmにある。本発明は、付加的な拡散要素を使用することなく、非常に均
一な出力放射照度を提供する。しかし、拡散要素をシールド４０に組み込むこと
ができことも想定している。

【００２１】本発明の好ましい実施形態による蛍光チューブは、ジアゾ青焼き処理において
使用される商用蛍光体-Sr₂P₂O₇:Eu - を採用している。この蛍光体は、水銀か
ら放出されたＵＶ放射を吸収すると、４１７nmのピーク波長において３０nmのレ
ンジを有するバンド幅（公称）で青色光線の発光スペクトルを発生する。本発明
によるチューブの典型的な蛍光発光スペクトルが図１４に示されている。本発明
の好ましい一実施形態によれば、スペクトル出力は、目標組織においてＡＬＡか
ら形成されると考えられる光増感種である、プロトポルフィリンＩＸの吸収スペ
クトルにマッチするように選択される。他の可視性のスペクトル出力は、チュー
ブ内で異なる蛍光体を採用した場合に提供することができる。他の可視性のスペ
クトル出力は、他の光源技術を採用した場合にも提供することができる。電気関連フィーチャ蛍光チューブから充分な性能を得るには、チューブ陰極への電圧の印加により
、チューブ伝導を初期化した後に、チューブ電流を制御することが要求される。
蛍光チューブは、放電装置であり、これらを駆動する際に使用される電圧及び電
流に対して特に敏感である。チューブ電流が高くなると、出力放射照度を増大さ
せる電子発生量が増す。しかし、電流が高くなると、陰極温度の上昇を来し、潜
在的には、陰極の発光素材のエロージョンや、陰極から除去された素材によるチ
ューブ環境の汚染を増進させる。これは、最終的には、チューブの寿命短縮に繋
がる。チューブ電流があまりに低いと、チューブ壁温が低くなり、水銀蒸気の凝
縮を来し、ランプ出力の均一性に悪影響を及ぼす。さらに、大抵のチューブ設計
では、チューブの正しい始動を達成するため、陰極を暖める必要がある。電圧及
び／又はチューブ電流特性の制御だけでなく、陰極の加熱も、通常は、一般的に
安定器と呼ばれる単一装置に設計されかつパッケージされた外部電子回路を用い
てなされる。このような安定器として多くの設計が可能であり、これらは、簡単
な電磁インダクタから、多様な態様のチューブ動作を最適化し及び制御する洗練
された電子回路に至る範囲にまで及ぶ。

【００２２】本発明の好ましい実施形態によれば、各安定器２０は、３つの主機能セクショ
ンを含んで構成される。すなわち、入力フィルタ回路、電力発振器回路及び高周
波出力変圧器である。入力フィルタ回路は、１２０ＶＡＣのライン電圧を、電力発振器によって使用
されうる内部ＤＣ電圧に整える。このフィルタはまた、ＡＣライン上の外乱が、
安定器の動作に悪影響を及ぼすのを防ぐとともに、発振器のスイッチング遷移が
、ＡＣラインにフィードバックされないようにする。最後に、この回路は、安定
器によって引き込まれるピークのＡＣライン電流が全くの整流器についてのもの
より低くなるように、力率補正を提供する。本発明の好ましい実施形態は、ＤＣ
入力電圧を使用して操作することもできる。

【００２３】電力発振器は、それぞれの安定器ユニット２０において、電気的エネルギー変
換のためのメカニズムを提供する。このメカニズムは、出力変圧器を含む共振回
路に接続された１対のスイッチングトランジスタから構成される。出力変圧器か
らの小信号は、スイッチングトランジスタの入力にフィードバックされて、ＤＣ
電圧が印加されたときに、それらを発振させる。この発振からのエネルギーは、
変圧器を介してチューブに接続する。このような安定器の設計では、発振の程度
は、ＤＣ電圧に比例し、ＤＣ電圧は、ＡＣライン電圧に順次比例する。変圧器は
、チューブ陰極にも接続されているので、チューブ電流の大きさは、ＡＣライン
電圧に比例する。これは、非不変ワット数設計と呼ばれ、本発明の出力放射照度
の調節を可能とするべく選択されたものである。

【００２４】高周波変圧器は、チューブにエネルギーを接続するだけでなく、他の幾つかの
重要な機能をも発揮する。このものは、正確な電圧及び電流をチューブに供給し
て、正確かつ安全な動作を保証するため、電圧レベルの電気的変換及び限流イン
ピーダンスを提供する。このものはまた、発振器にフィードバックを提供して、
その動作を安定化させ及び初期の高電圧始動パルスを発生するメカニズムを補充
する。

【００２５】変圧器の付加的な巻線は、チューブ陰極を加熱するための電流をも提供する。
このことは、始動時の電圧要求値を下げ、初期の始動電流サージによる陰極への
ダメージを低減する。チューブの製作における製造上の変化のため、出力放射照度は、特定のＰＤＴ
への適用のための要求を満たすように、調節されなければならない。さらに、出
力がチューブの劣化に応じて調節され、性能低下がチューブ自体の範囲内で補償
されなければならない。本発明の好ましい実施形態では、安定器２０は、非不変
ワット数型の安定器であるため、安定器への入力電圧を変えることで、チューブ
出力を調節することができる。本発明の好ましい実施形態によれば、ＡＣライン
上で２つのバック／ブースト自動変圧器６０を使用することで、４０％の変化が
可能である。

【００２６】安定器電圧は、手動又は自動で調節することができる。手動による電圧調節を
備える本発明の実施形態によれば、適正な安定器電圧は、技術者が２つのバック
／ブースト自動変圧器６０にあるタップを手動で選択することによって設定され
る。入力ＡＣライン電圧の変化は、安定器電圧に影響するので、外的電圧安定化
を使用して、出力安定性を改善することができる。本発明の他の好ましい実施形
態は、マイクロ制御装置によって作動される電子スイッチの“能動的”システム
を含む自動電圧調節を備え、使用によってチューブ出力が低下したときの、外的
電圧安定化の必要性及び安定器電圧の技術者による調節の必要性を無くしている
。マイクロ制御装置は、光センサ及び電圧センサからの入力信号を受け、適切な
電子スイッチを作動して、出力放射照度を特定のパラメータ範囲内に維持する。
能動的スイッチングシステムは、治療の間におけるライン電圧及び温度の変化に
よるパワー出力の変動を補正することもできる。従って、能動的スイッチングシ
ステムを備える本発明の好ましい一実施形態においては、外的なライン電圧の安
定化は、要求されない。本発明の好ましい一実施形態による自動電圧調節は、後
により充分に説明することとする。

【００２７】本発明の好ましい一実施形態によれば、３つの急速始動電子安定器２０を利用
して、７つの蛍光チューブ１０(1) 〜１０(7) を駆動する。２つの安定器２０(1
) 及び２０(3) は、それぞれ２つのチューブ１０(1) ，１０(7) 及び１０(2) ，
１０(6) を駆動し、また、１つの安定器２０(2) は、３つのチューブ１０(3) 〜
１０(5) を駆動する。これらの安定器は、標準的な壁面コンセントから得ること
ができる１２０ＶＡＣのライン電圧を、蛍光チューブの駆動に適した高周波数（
〜２５ｋＨｚ）の正弦電流に変換する。高周波数での動作は、すべての蛍光チュ
ーブにおいて存在する光出力のリップルを低減して、全体的な出力を高めるのに
望ましい。出力のリップルは、プラズマアークを維持するために使用される正弦
状の交流チューブ電流に関連した、チューブ出力における小さな変化である。可視光線透過フィーチャチューブ背面から放出された可視光線を利用するために、また、出力分布の均
一性を増大させるために、チューブの後部表面から約１０mmのところに反射器５
０が設置されている。反射器５０は、研磨されたアルミニウム製のシート材から
作られ、チューブの形状におよそ適合するように折り曲げられている。

【００２８】本発明の発光領域は、低ＵＶ伝導性プラスチックシールド４０で覆われている
。本発明の好ましい一実施形態では、プラスチックシールド４０は、ポリカーボ
ネートから作られている。蛍光チューブ技術が利用される場合には、出力には、
少量のＵＶ放出が存在する。ポリカーボネートは、ＵＶ領域のスペクトル対して
非常に低い透過率を有しており、ユニットの可視光出力から、残りのいかなるＵ
Ｖ放出をも効果的にろ過除去する。シールド４０は、チューブの破損が生じたと
きに、患者をケガから保護する。冷却フィーチャ陰極温度及びチューブ壁温度は、出力分布に強く影響するので、適正なバルブ
動作を確実なものとするため、冷却システムが提供される。本発明の一実施形態
によれば、冷却システムは、ポリカーボネートシールド４０、反射器５０及びハ
ウジング３０の通気孔だけでなく、冷却用空気を交換するファン７０をも含んで
構成される。

【００２９】大気は、ポリカーボネートシールド４０の入口通気孔４２を通過して本発明に
入る。シールド４０と反射器５０との間の空間は、大気がチューブ１０(1) 〜１
０(7) を横切る第１の区域（すなわち、プレナム）を形成する。大気は、チュー
ブによって加熱され、第１の区域から、反射器にある通気孔５２を介して、反射
器５０とハウジング３０との間の第２の区域に送られる。反射器の通気孔５２は
、±４５°に配置されて、チューブ壁部の適当な温度分布を提供する。加熱され
た大気は、４つのファン７０により、ハウジング３０にある排気孔３２を介して
排気される。

【００３０】本発明の好ましい一実施形態によれば、ポリカーボネートシールド４０の複数
の入口通気孔４２（３６個が図示されている。）は、チューブの陰極領域に直接
被さるように、各端部に沿って等間隔に配置されている。反射器５０にある通気
孔５２は、頂部から底部に縦列に切削加工された１対のスロットである。反射器
の通気孔５２は、ユニットの中心から±４５°に配置されたファン７０の直前方
に位置している。

【００３１】 “Ｕ”型チューブの陰極領域と、湾曲部分との間のチューブの直線部分は、湾
曲部分の中央部と比べて、わずかに大きな出力を発生する。このことは、曲げ工
程によって生じる蛍光体のコート厚さの差に起因している。放射照度の均一性を
さらに高めるため、反射器の通気孔５２は、反射器５０において、冷却用空気が
主として直線部分上及び湾曲部分の末端部上を流れるように配置されている。反
射器の通気孔５２のセット間のチューブの中間部を流れる冷却用空気が少ないこ
とで、チューブ壁温は、この部分においてより高くなる。このチューブの出力放
射照度は、チューブ壁温に関連する点まで増大するので、チューブの中央部は、
高温であるほど、チューブの他の部分と比べて高い出力放射照度を提供し、中央
部の低発光能力を補償する。基礎制御フィーチャ本発明の一実施形態によるユーザ制御装置は、ハウジング３０の背部に配置さ
れた主電源スイッチ８０と、ハウジンク３０の一側に配置されたオン／オフキー
スイッチ９０及びタイマー１００とを含んでいる。タイマー１００は、残りの治
療時間を表示する露光時間インジケータ１０２を含んでいる。

【００３２】主電源スイッチ８０は、二位置ロッカースイッチと、国際電気技術委員会（Ｉ
ＥＣ）標準電力コードコネクタとからなるヒューズ電源入力モジュールの一部で
ある。ロッカースイッチを“１”の位置に押すと、システムに電力が供給される
。ファン７０は作動するが、キースイッチ９０がオンされ、かつタイマー１００
がセット及び活性化されるまで、チューブ１０(1) 〜１０(7) は光らない。主電
源スイッチ８０が“０”の位置にあると、本発明の内部のすべての電気要素は、
ＡＣラインから遮断される。ヒューズ電源入力モジュールは、本発明に過電流プ
ロテクトを提供し、電力サージが生じたときに制限された電流を供給する。主電
源スイッチ８０は、このモジュールのいずれかのヒューズが切れた場合には、ユ
ニットに電力を供給しない。

【００３３】キースイッチ９０は、本発明の使用が権限のある作業者に限られるようにする
手段を提供する。本発明の一実施形態によれば、タイマー１００及びチューブ１
０(1) 〜１０(7) の動作には、キーを挿入し、それを“ＯＮ”の位置に向けて時
計方向に１／４回転まわすことが必要である。これで、タイマー１００を起動し
、前述の露光時間を入力することができる。

【００３４】本発明の一実施形態によれば、システムタイマー１００は、蛍光チューブ１０
(1) 〜１０(7) の動作を直接制御する。これは、３つの調節／制御ボタン１０４
、すなわち１つの始動／停止ボタン及び２つの時間選択ボタンだけでなく、露光
時間インジケータ１０４をも含んでいる。タイマー１００が使用されて、要求露
光時間が設定され、また可視光線の露光が開始される。これは、設定露光時間が
経過した後に、本発明のチューブを自動的に消す。

【００３５】２つの時間選択ボタン１０４は、ユーザが露光時間を設定することができるよ
うにするメンブレンスイッチであるのが好ましい。“ＵＰ”の矢印があるボタン
１０４を押すことで、時間が増加し、“ＤＯＷＮ”の矢印があるボタン１０４を
押すことで、時間が減少する。これらのボタンは、押された初めのうちは、表示
の読み値をゆっくりと変化させる。それらが押されたままにある場合には、表示
は、より速くスクロールし始める。表示された時間の微調節は、これらのボタン
を素早く押して放すことによって行うことができる。このようにして、前述の治
療時間がユーザによって設定される。

【００３６】始動／停止ボタン１０４は、チューブ動作を制御するメンブレンスイッチであ
り、チューブ及びタイマーの作動状態と停止状態との間をトグル動する。露光時
間が設定された後は、このボタン１０４を押すとチューブが起動し、タイマーの
秒読みシーケンスを開始する。これを２度目に押すと、チューブが消え、タイマ
ーが停止するので、必要なときに治療を中断する手段が提供される。始動／停止
ボタン１０４が２度目に押されない場合には、タイマーの秒読みが完了したとき
に、タイマーはチューブを自動的に消す。必要であれば、キーをオフ位置に回し
たり、または主電源スイッチ８０を“０”の位置に押すことにより、治療を終わ
らせることもできる。

【００３７】タイマー１００の露光時間インジケータ１０２は、分及び秒で読む４ディジッ
トＬＥＤディスプレイであるのが好ましい。始動／停止ボタン１０４を押して露
光を開始する前に、ディスプレイ１０２は、設定された露光時間を表示する。始
動／停止ボタン１０４が押されて治療が始まると、露光時間インジケータ１０２
は、秒読みを行い、露光時間の残りを表示する。ディスプレイが“００：００”
を読むと、チューブは自動的に消える。

【００３８】電力は、３導体医用電気コードを経由して供給される。本発明の一実施形態に
よる電力条件は、外部の商用電圧調整器（例えば、ＳＯＬＡＭＣＲ１０００定
電圧変圧器）を使用して安定化された、１２０ＶＡＣ、２．５amp.、６０Ｈｚの
ＡＣライン電圧入力である。自動制御フィーチャ本発明の好ましい実施形態によれば、使用によってチューブ出力が低下したと
きの、安定器電圧の技術者による調節の必要性は、安定器電圧の自動的な自己調
節を提供することにより、排されている。これは、手動のタップ選択ジャンパを
、マイクロ制御装置によって作動される電子スイッチの“能動的”システム（図
９〜１３）で置き換えることにより、達成されている。マイクロ制御装置は、光
センサ及び電圧センサから入力信号を受け、出力放射照度を特定のパラメータ範
囲内に維持するのに適切な電子スイッチを作動する。能動的スイッチングシステ
ムは、治療の間におけるライン電圧変化及び温度変化によるパワー出力の変動を
補正することができるので、安定器電圧の自動調節を備える本発明の好ましい実
施形態によれば、外的なライン電圧の安定化は要求されない。チューブ１０(1)
〜１０(7) 、安定器２０、反射器５０及びポリカーボネートシールド４０を含め
、自動安定器電圧調節型の本発明の実施形態の他のすべての構成要素は、手動調
節型の実施形態のためのものと同じである。

【００３９】本発明の好ましい実施形態によれば、電子制御システム１１０は、６つの機能
ブロックから構成される。マイクロ制御装置２００は、中央処理ユニットであり
、システムセンサを読み取るファームウェアを含み、システム状態を判定し、安
定器電圧（及びチューブ出力）を制御し、及びシステム状態ＬＥＤ１１２によっ
てユーザに情報を提供する（ファームウェアについては、後に詳述する。）。出
力放射照度を指定レンジにするため、マイクロ制御装置２００は、チューブ反射
器５０の背後に設置された可視光センサ１２０を介して、チューブ出力を監視す
る。図１５を参照すると、中央の３つのチューブ１０(3) 〜１０(5) の中心のす
ぐ左の反射器パネル５０にある、各チューブの背後のマシニングスロット１２２
(3) 〜１２２(5) を介して、拡散可視光線が可視光センサ１２０に供給されてい
る。電圧検出回路２１０は、タイマー１００が秒読みシーケンスを開始したとき
と、最大許容安定器電圧に達したときとに、マイクロ制御装置２００に通告する
。マイクロ制御装置２００は、これらのセンサからの入力を使用して、現状のシ
ステム状態を較正時に記憶された値と比較し、安定器電圧の調節が要求されてい
るか判定する。安定器電圧の調節は、マイクロ制御装置出力ラインへの零交叉光
アイソレータ２２２とインターフェースされた、電子スイッチアレイによってな
される。最後に、システムが正しく機能していないか、または出力パワーを指定
された動作レンジで発生することができない場合には、マイクロ制御装置２００
は、システム状態ＬＥＤ１１２を起動して、ユーザに知らせる。ここで、電子制
御システムの機能ブロックについて、より詳しく述べる。

【００４０】本発明の好ましい実施形態によれば、充分にプログラム可能に埋め込まれたマ
イクロ制御装置２００（例えば、マイクロチップＰＩＣ１６Ｆ８４）が提供され
、論理演算ユニット、システムＲＡＭ、不揮発性記憶装置ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び
単一モノリシックＩＣへのインタフェース回路と結合する。マイクロ制御装置２
００は、マイクロ制御装置の故障又はファームウェアの実行エラーが生じたとき
にＣＰＵをリセットするようにプログラムされた、電子的に独立した“ウォッチ
ドッグ”タイマー回路も含んでいる。マイクロ制御装置２００は、１２個のプロ
グラマブルディジタルＩ／Ｏラインを経由して、システムセンサ、システム状態
ＬＥＤ１１２及び電子スイッチアレイとインターフェースしている。システム較
正パラメータは、オンチップ不揮発性ＲＡＭに格納されており、調整器機能を制
御するためのすべてのシステムファームウェアは、オンチップＲＯＭ記憶装置内
部に含まれている。ファームウェアは、ＲＯＭにプログラムされ、外部プログラ
ムハードウェアを使用して確認される。

【００４１】本発明の好ましい一実施形態によれば、チューブ出力を検出するのに、可視光
センサ１２０（例えば、Texas Instruments 社のＴＳＬ２３０Ｂフォトセンサ）
が使用され、可視光センサ１２０の出力は、調節基準として使用される。ＴＳＬ
２３０Ｂフォトセンサの場合には、大面積フォトダイオード及び統合電流周波数
変換器が、出力信号を、一連のディジタルパルスとしてマイクロ制御装置に提供
する。光信号のディジタルフォーマットへの直接変換は、回路の複雑さを緩和し
、アナログ回路に関連する較正及びドリフトの問題をなくしている。

【００４２】可視光センサ１２０は、中央のチューブ１０(4) と、中心のすぐ左の反射器パ
ネル５０との背部に配置されている。複数のチューブからの可視光線の寄与度を
監視するため、中央の３つのチューブ１０(3) 〜１０(5) の背後の反射器５０に
、３つのスロット１２２(3) 〜１２２(5) が切削加工されている。３つのスロッ
ト１２２(3) 〜１２２(5) の断面積及び位置は、可視光センサ１２０が、３つの
バルブ１０(3) 〜１０(5) から等しく重みのある入力を受けるようにされている
。本発明の好ましい一実施形態によれば、２つの選択されたスロットのいずれに
ついての断面積の比も、その選択されたスロットの可視光センサ１２０からの距
離の逆二乗に比例している。可視光センサ１２０は、フィルターで覆われており
、そのスペクトル応答速度は、較正のための基準を測定する際に使用されたオプ
トメータのそれに適合している。さらに、可視光センサ１２０は、ガラス拡散器
で覆われており、反射器スロット１２２(3) 〜１２２(5) に関連する検出器の位
置的依存性がより極小化している。

【００４３】電圧検出回路２１０は、二重機能を発揮するものであり、マイクロ制御装置の
動作をシステムタイマー１００に統合し、また、最大許容安定器電圧に達したと
きにマイクロ制御装置２００に通知する。本発明の好ましい一実施形態（図１０
参照）では、電圧検出回路２１０は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）として使用され
るＣＤ４０４６ＣＯＭＳ位相同期回路（ＰＬＬ）２１４を含んで構成される。
安定器上に存在するライン電圧のサンプルは、調整されて、ＣＤ４０４６に電力
を提供するためと、ＶＣＯ入力を駆動するためとに使用される。この構成により
、回路は、周波数が安定器電圧に比例したディジタルパルス列を発生する。パル
ス列は、オプトアイソレータ２１２を介して、パルス期間を測定することによっ
て安定器電圧を判定するマイクロ制御装置２００に接続される。

【００４４】システムタイマーの状態は、タイマーリレー接点を安定器供給リードに直列に
置くことによって検出する。タイマー１００がオフのとき（例えば、治療時外）
には、電圧検出回路２１０を駆動する電圧も、安定器２０を駆動する電圧も存在
しない。この条件を検出すると、マイクロ制御装置２００は、システム変数をリ
セットし、パルス列（電圧）が存在するまでループする。タイマーの秒読みシー
ケンスを開始すると、タイマーリレー接点が閉じ、電圧検出回路２１０及び安定
器２０に電圧が供給される。マイクロ制御装置２００によってパルス列の存在が
検出された場合には、調整を開始する（下記参照）。調整器回路は、安定器電圧
を調整することができるが、治療継続時間は、タイマー１００により、リレー接
点のシリーズ配線を介してハードウェア的に制御される。

【００４５】可視光線治療が開始されると、装置セットアップ及び較正の間に、マイクロ制
御装置２００は、ＶＣＯパルス列を監視し、それをメモリーに記憶されている値
と比較する。測定値が記憶値を超えている場合には、安定器電圧の更なる増大は
、禁止される。マイクロ制御装置のメモリーに格納されている値は、１つの変圧
器タップ設定において、最大定格動作電圧より低い安定器電圧に一致し、最大安
定器電圧を超える変圧器タップ設定の選択を防止する。この技術は、不必要な切
換えを最小限にし、安定器電圧が常にその最大定格動作電圧（本発明の好ましい
一実施形態では、１３３ＶＡＣ）を超えないことを保証する。

【００４６】図１２及び１３を参照すると、変圧器タップの選択のための電子スイッチアレ
イは、安定器の入力ラインと、バック／ブースト自動変圧器６０上の電圧選択タ
ップとを繋ぐ６つのサイリスタ電子スイッチ２２０を含んで構成される。サイリ
スタスイッチ２２０は、マイクロ制御装置２００に電子光学的に接続されたゲー
トを制御する。マイクロ制御装置２００は、適切な制御ゲートにエネルギーを与
えて適切なタップを選択することにより、安定器２０に印加される電圧を増大し
又は低減する（チューブ出力を増大し又は低減する）。

【００４７】本発明の好ましい実施形態によれば、システム状態検出器１１２は、出力放射
照度が指定範囲内にないとき又は制御システムが故障したときを示す。独立した
電力計を使用しての検査の必要はない。本発明の好ましい一実施形態では、システム状態検出器１１２は、コード化さ
れたフラッシュ比を使用してシステムの機能的状態を表示する、単一ＬＥＤを含
んで構成される。

【００４８】キーが初めに“ＯＮ”の位置に回された直後に、ＬＥＤは、３回フラッシュし
て、システム機能が正常であり、かつ使用の準備が整ったことを表示する。これ
が起こらないならば、ＬＥＤか又はマイクロ制御装置かのいずれかが正しく機能
していないか、または、キースイッチ９０がオン、オフ及びオンと早く回され過
ぎて、マイクロ制御装置２００がＬＥＤ制御をリセットすることができないので
ある。数秒の間電力が遮断されて再始動した後に、ＬＥＤが３回フラッシュしな
い場合には、ユニットは、使用されるべきではない。

【００４９】キースイッチ９０がオンされた直後の急なフラッシュは、マイクロ制御装置２
００に検査合計のエラーがあることを示す。これは、光学的調整及び安定器電圧
制限値についてマイクロ制御装置のメモリーに格納された値に関連して問題が存
在する場合に、起こる。この場合には、ユニットは、使用できる状態であらず、
光ることはない。

【００５０】時間を調整しての治療が開始された後にゆっくりしたフラッシュが起こり、及
び調整器が、チューブ出力を指定レンジに落とすことを１０回試みて失敗した場
合には、これは、出力が高過ぎて、安定器電圧をこれ以上落とすことができない
ことを示す。このことは、マイクロ制御装置又は構成要素の故障による場合があ
る。治療の間にＬＥＤがゆっくりとフラッシュしている場合には、出力パワーが
指定された最大値より高過ぎる可能性があるので、治療を止めるべきである。

【００５１】時間を調整しての治療が開始された後に間断のないグローが起こり、及び調整
器が、チューブ出力を指定レンジに上げることを１０回試みて失敗した場合には
、これは、出力が低過ぎて、安定器電圧をこれ以上上げることができないことを
示す。治療の間にＬＥＤがフラッシュせず、間断なく発光する場合には、チュー
ブ出力が低いため効率が低下する可能性があるが、治療を続けてもよい。その後
、出力放射照度が指定された最小値を超える値に増大する場合には、ＬＥＤは、
消える。

【００５２】マイクロ制御装置のファームウェアは、３つの主な実行可能ファームウェアモ
ジュールを有している。すなわち、パワーオン準備、較正及び調整である。パワ
ーオン準備及び調整モジュールのみが、患者の治療の間に実行される。パワーオン準備モジュールは、キースイッチ９０が挿入されて“ＯＮ”に回さ
れたときの、マイクロ制御装置のパワーアップにおいてのみ実行する。このとき
、システム変数がリセットされ、不揮発性ＲＡＭに格納されている較正値が検索
される。さらに、検査合計が計算され、格納されている検査合計と比較される。
ファームウェアは、いかなる不一致によってもシステムを遮断し、及びＬＥＤの
迅速なフラッシュコードを開始する。成功した始動が達成されると、制御は、調
整モジュールに移行される。

【００５３】調整モジュールに入ると、マイクロ制御装置２００は、電圧回路からのパルス
列か、又は技術者がアクセス可能なサービスボタン／ジャンパのうちの１つの接
点閉鎖かのいずれかを検出するまで、電圧検出ループに入る。内部クロック及び
エラーフラグは、このループでリセットされる。接点サービスの閉鎖が検出され
た場合には、制御は、較正モジュール（下記参照）に移行される。タイマー１０
０に露光時間が設定され、“ＳＴＡＲＴ”ボタン１０４が押された後に、マイク
ロ制御装置２００は、ＶＣＯによって生成されたパルス列を検出し、主調整ルー
プに入る。これは、（タイマーとは無関係な）内部クロックを開始する。主調整
ループは、下記のアルゴリズムに従って、ＶＣＯ、可視光センサ１２０及び内部
クロックの出力を読み込み、（要求されれば）新たなタップスイッチを選択し、
３秒毎にすべてのシステムエラーを表示する。ループの実行は、タイマーが治療
及びＶＣＯパルス列を終結するまで、継続する。

【００５４】タイマーの秒読みシーケンスが初めに開始された場合には、マイクロ制御装置
２００は、スイッチアレーを準備して、安定器２０にライン電圧を印加する。治
療のうち（内部クロックから判定される）初めの２．５分の間は、可視光センサ
１２０がチューブ出力を測定し、適切な変圧器タップが選択されて、出力放射照
度が、格納されている最大及び最小の調整制限値（本発明の好ましい一実施形態
によれば、９．３及び１０．７ mＷ/cm²）の半分の間に維持される。これは、出
力放射照度が指定された制限値の範囲内に維持されている間に最適なチューブの
暖機を提供するために、行われる。

【００５５】安定器電圧調整の５分後に、出力が充分な時間のあいだ要求レンジにあるよう
にするため、マイクロ制御装置２００は、動作の初めの２．５分の後に、最小調
整制限値を、格納されている値（本発明の好ましい一実施形態では、９．３ mＷ
/cm²）に切り換える。最大制限値は、不変のままとする。調整制限値は、この点
を過ぎて修正されることはないので、出力放射照度は、治療が終わるまで、これ
らの制限値の範囲内に維持される。

【００５６】出力を調整制限値の間に維持することができない場合には、システムエラーフ
ラグが、システム状態ＬＥＤを起動する。システムエラーは、調整器が状態の適
正化を１０回試みるまでは、報告されることはない。これにより、チューブが調
整に応答するための時間が与えられ、“妨害”エラー表示を防ぐことができる。各ループの間に、マイクロ制御装置２００は、ＶＣＯを介して安定器電圧を測
定し、電圧が最大値である場合には、禁止フラグを設定する。この行為は、エラ
ーを直接引き起こすものではないが、システム出力が低過ぎるにもかかわらず禁
止フラグのため引き上げることができない場合に、エラーが表示される。タイマ
ー１００が治療を終えた場合には、ＶＣＯパルス列は、もはや存在せず、マイク
ロ制御装置２００は、新たな治療が開始されるまで、電圧検出ループに戻る。

【００５７】較正モジュールのためのデータは、医療インストーレーション前に確立される
。電圧検出回路２１０についての最大許容安定器電圧と、最小及び最大調整制限
値に相当する可視光センサ１２０の信号とは、準備／較正アルゴリズムを使用す
るマイクロ制御装置のメモリーにプログラムされる。最大安定器電圧を設定する際に、プリント回路ボード上の電圧較正ジャンパが
ショートされ、マイクロ制御装置２００を電圧較正モードに入らせる。バリアッ
ク（Variac；Variable Transformer）が使用されて、安定器電圧を、最大許容安
定器電圧（本発明の好ましい一実施形態では、１２７ＶＡＣ）より低い、１つの
変圧器タップ設定に調整する。電圧較正ジャンパを２度目にショートすることで
、この電圧値と、検査合計との両方を、マイクロ制御装置の不揮発性メモリーに
格納する。電圧較正ジャンパがショートされるたびに、システム状態ＬＥＤがフ
ラッシュして、動作が完了したことを表示する。

【００５８】次に、光学的較正モードに切り換えることにより、最大及び最小調整制限値が
マイクロ制御装置のメモリーに格納される。参照ＵＤＴオプトメータ（例えば、
２４７検出器／余弦拡散器アセンブリ付きのＵＤＴ５３７０パワーメータ）が、
参照点に配置される。本発明の好ましい一実施形態によれば、参照点は、治療的
活性領域の中心におけるポリカーボネートシールド４０から３″の位置である。
安定器電圧がバリアックによって調整されて、オプトメータ上で望ましい最大放
射照度を得る。可視光センサ１２０からの対応出力信号は、最大出力制限値とし
ての、マイクロ制御装置のメモリーへの入力である。この作業が繰り返されて、
オプトメータ上で望ましい最小放射照度を得るように出力を調整し、調整器の最
小制限値を設定する。最後に、検査合計が格納され、マイクロ制御装置２００は
、パワーオン準備モジュールに戻り、通常動作を開始する。電圧較正と同様に、
較正データが格納されるたびに、システム状態ＬＥＤがフラッシュする。

【００５９】本発明の好ましい一実施形態によれば、活性発光領域で測定される出力は、４
″及び２″の距離にある余弦応答検出器で測定される場合には、測定最大値の７
０％の範囲内にあり、また、すべての動作距離で測定される最大値の６０％の範
囲内にあることが分かっている。診断及び治療方法の典型以上に説明したイルミネータを５−アミノレブリン酸（ＡＬＡ）とともに利用
したＰＤＴによる、光線性角化症などの前ガン病巣の治療方法の一例を、説明す
る。

【００６０】本来無水のＡＬＡは、その使用直前に、液状の希釈剤と混合される。ＡＬＡ混
合液は、ポイントアプリケータを使用して、病巣に対して局部的に適用され、Ａ
ＬＡ混合液の分散が制御される。適当なアプリケータは、（１９９７年１０月３
１日提出の）米国特許出願第０８／９６２２９４号に記載されており、ＡＬＡは
、更に、（１９９７年９月２日提出の）米国特許出願第０８／９２１６６４号に
概略述べられている。これらの出願の全体的な内容は、参照によって本明細書に
組み込まれる。

【００６１】最初に適用されたＡＬＡ混合液が乾燥した後に続いて、１回以上の適用が同様
になされてもよい。およそ２mg/cm²のＡＬＡが投与される。感光性ポルフィリン
の形成及び治療対象病巣の光増感は、次の１４〜１８時間で発生する。この間は
、日光又は他の照明光源に直接曝すのは、最小限に抑える必要がある。ＡＬＡを
投与した後の１４及び１８時間の間に、病巣は、本発明に従ってイルミネータに
よって照射される。イルミネータは、前述の期間に、均一な青色光線で病巣を照
射する。好ましい治療によれば、可視光線は、４１７nmの公称波長を有する。

【００６２】全光線量［Ｊ/cm²］は、放射照度［Ｗ/cm²］×時間［秒］であるので、適正な
治療光線供与量の搬送のために制御される必要がある唯一の追加パラメータは、
露光時間である。これは、本発明の好ましい一実施形態では、安定器への電力を
制御し、また医師によって設定することができる、タイマーによって達成される
。データによれば、放射照度密度を１０ mＷ/cm²として光源から送られた１０Ｊ
/cm²が、満足な治療結果を生むことが分かっている。先の式から、この光線供与
量には、１０００秒（１６分４０秒）の露光時間を必要とする。選択された光線
供与量は、放射照度密度を追加的に又は選択的に変更することによっても、与え
ることができる。

【００６３】当業者にとって、更なる利点及び修正に想到することは容易である。従って、
本発明は、その広い態様において、以上に示され及び説明された特定の詳細や、
代表的な装置に限定されることはない。ゆえに、添付の請求の範囲によって規定
される総括的発明概念及びそれらの均等概念の精神及び範囲から逸脱することな
く、多様に修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るイルミネータを前方から見た状態の部分断面図である。

【図２】図１のイルミネータを側方から見た状態の部分断面図である。

【図３】図１のイルミネータの部分断面平面図である。

【図４】図１に示されている蛍光チューブ光源の詳細図である。

【図５】図１に示されている反射器の詳細図である。

【図６】図１に示されているシールドの詳細図である。

【図７】図１のイルミネータのための配線回路の概略図である。

【図８】図１のイルミネータのための安定配線回路の概略図である。

【図９】本発明に係るイルミネータの修正配線回路の概略図である。

【図１０】図９の配線回路の詳細図である。

【図１１】図９の配線回路の詳細図である。

【図１２】図９の配線回路の詳細図である。

【図１３】図９の配線回路の詳細図である。

【図１４】図４の蛍光チューブ光源の典型的な蛍光放射スペクトルを示す図である。

【図１５】本発明に係る監視システムの説明図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年７月４日（２０００．７．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者コゾドイ，レベッカアメリカ合衆国、マサチューセッツ 020601、ノーウェル、アコードパークドライブ 77、スートディー−14 (72)発明者キャロル，ロナルドアメリカ合衆国、マサチューセッツ 020601、ノーウェル、アコードパークドライブ 77、スートディー−14 (72)発明者レッペルマイヤー，エルトンアメリカ合衆国、オハイオ 44143、ハイランドハイト、スタンウェルドライブ 1024 Ｆターム(参考） 4C082 PA01 PA02 PA03 PC01 PE02 PG11 PG14 PG15 PG16 PG17 PG20 PJ04 PJ05 PJ21 PJ30 PL05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】輪郭表面を光力学的に診断し又は治療するためのイルミネータであって、前記輪郭表面におよそ適合し、前記輪郭表面に実質的に均一な強さの可視光線
を照射する複数の光源と、該複数の光源を、前記輪郭表面に関連して支持するハウジングと、を含んで構成されるイルミネータ。
【請求項２】前記複数の光源のそれぞれが、ほぼ弓状の中央部分と、該中央部分の各端から
延伸するアームとを含んで構成され、前記ハウジンクが、前記アームの間の前記輪郭表面の前記中央部分方向への進
入及び退出を可能とする開口部を含んで構成されることを特徴とする請求項１に
記載のイルミネータ。
【請求項３】前記中央部分が、ほぼ半円状であり、前記アームが、前記中央部分の前記各端
から、互いにほぼ平行に延伸することを特徴とする請求項２に記載のイルミネー
タ。
【請求項４】前記弓状の部分が、半径が約１９cmの曲率を有することを特徴とする請求項２
に記載のイルミネータ。
【請求項５】前記中央部分に比べて、前記アーム及び前記中央部分の前記端に対して、より
強い冷却を提供するように適合された冷却システムを更に含んで構成されること
を特徴とする請求項２に記載のイルミネータ。
【請求項６】前記ハウジングによって支持され、前記ハウジングと前記複数の光源との間に
介在する反射器と、前記ハウジングによって支持され、前記複数の光源と前記輪郭表面との間に介
在するシールドと、を更に含んで構成され、前記冷却システムが、大気を受け入れるように適合された、前記シールドの取
入通気孔と、加熱された大気を、前記反射器と前記シールドとの間の第１の区域
から、前記反射器と前記ハウジングとの間の第２の区域に送るように適合された
、前記反射器の中間通気孔と、加熱された大気を排出するように適合された、前
記ハウジングの排気通気孔とを含むことを特徴とする請求項５に記載のイルミネ
ータ。
【請求項７】前記取入通気孔を介して大気を引き込み、前記排気通気孔を介して加熱された
大気を追い出すように適合された、少なくとも１つのファンを更に含んで構成さ
れることを特徴とする請求項６に記載のイルミネータ。
【請求項８】前記取入通気孔が、前記アームの自由端近くの前記シールドの穿孔を含み、前
記中間通気孔が、前記中間部分の前記端近くの前記反射器の穿孔を含むことを特
徴とする請求項６に記載のイルミネータ。
【請求項９】前記複数の光源が、互いにほぼ平行であり、前記複数の光源のうち隣り合うも
のの間の側面間隔が、前記輪郭表面に沿って変化することを特徴とする請求項１
に記載のイルミネータ。
【請求項１０】前記側面間隔が、前記複数の光源のうち外側のものの間におけるより、前記複
数の光源のうち内側のものの間において大きいことを特徴とする請求項９に記載
のイルミネータ。
【請求項１１】前記ハウジングが、発光領域を含み、前記複数の光源が、７つの蛍光バルブを含み、該７つの蛍光バルブは、蛍光バ
ルブのうち最も内側のものから、隣り合う各蛍光バルブまでの第１の側面間隔と
、前記蛍光バルブのうち前記最も内側のものの両側の中間蛍光バルブの間の第２
の側面間隔と、前記蛍光バルブのうち最も外側のもの及びそれぞれの隣り合う中
間蛍光バルブの間の第３の側面間隔と、前記蛍光バルブのうち最も外側のもの及
び前記発光領域の端部の間の第４の側面間隔とを有し、前記第１の側面間隔が、約７cmであり、前記第２の側面間隔が、約５cmであり
、前記第３の側面間隔が、約３．５cmであり、前記第４の側面間隔が、約２．５
cmであることを特徴とする請求項１０に記載のイルミネータ。
【請求項１２】前記光源が、実質的に全体的に青色領域の範囲内にある可視光線を発生するこ
とを特徴とする請求項１に記載のイルミネータ。
【請求項１３】前記光線が、４１７±５nmの公称ピーク波長と、３０nmの公称バンド幅とを有
することを特徴とする請求項１２に記載のイルミネータ。
【請求項１４】前記各複数の光源が、Sr₂P₂O₇:Eu で内側がコートされた蛍光チューブを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のイルミネータ。
【請求項１５】前記複数の光源が、約２８５０cm²の最大全発光領域及び約１３５０cm²の最
小医療的活性発光領域を提供することを特徴とする請求項１に記載のイルミネー
タ。
【請求項１６】前記ハウジングによって支持され、前記複数の光源と前記輪郭表面との間に介
在するシールドを更に含んで構成され、該シールドから２インチ離れた位置と、該シールドから４インチ離れた位置と
の活性発光領域での前記複数の光源からの放射照度が、最大放射照度の少なくと
も７０％であることを特徴とする請求項１に記載のイルミネータ。
【請求項１７】活性発光領域での前記複数の光源からの放射照度が、前記シールドからのすべ
ての動作距離における最大放射照度の少なくとも６０％であることを特徴とする
請求項１６に記載のイルミネータ。
【請求項１８】前記複数の光源からのパワー出力が、約９〜１１ mＷ/cm²であることを特徴と
する請求項１に記載のイルミネータ。
【請求項１９】前記パワー出力が、約１０ mＷ/cm²であることを特徴とする請求項１８に記載
のイルミネータ。
【請求項２０】前記ハウジングによって支持され、前記複数の光源と前記輪郭表面との間に介
在するシールドを更に含んで構成され、該シールドが、前記輪郭表面に向けて前記複数の光源から放出された紫外線光
線を除去することを特徴とする請求項１に記載のイルミネータ。
【請求項２１】前記シールドが、ポリカーボネート製であることを特徴とする請求項２０に記
載のイルミネータ。
【請求項２２】前記シールドが、光拡散器を含むことを特徴とする請求項２０に記載のイルミ
ネータ。
【請求項２３】前記複数の光源に電力を供給する少なくとも１つの電気回路を更に含んで構成
され、該電気回路は；前記複数の光源を生かし及び死なすための活動化及び非活動化制御器と、選択された量の前記光線が前記輪郭表面を照射した後に、前記複数の光源を死
なすための露光制御器と、前記複数の光源にかかる電圧を起こし及び維持するための安定器と、を含むこ
とを特徴とする請求項１に記載のイルミネータ。
【請求項２４】前記露光制御器が、選択された期間の後に、前記複数の光源を死なすためのタ
イマーであることを特徴とする請求項２３に記載のイルミネータ。
【請求項２５】前記タイマーが、前記輪郭表面を前記光線に曝す時間制限値を設定するための
少なくとも１つの制御装置を含むことを特徴とする請求項２４に記載のイルミネ
ータ。
【請求項２６】前記少なくとも１つの電気回路が；前記複数の光源のうち少なくとも１つからの前記光線を検出するためのもので
あり、該光線に相当する第１の信号を出力する可視光センサと、前記安定器への入力電圧を監視するためのものであり、該入力電圧に相当する
第２の信号を出力する検出器と、前記安定器に複数の可能入力電圧を供給するための変圧器と、前記複数の可能入力電圧のうち、前記安定器に供給されるべき１つを選択する
ためのスイッチアレーと、前記少なくとも１つの電気回路を制御するためのものであり、前記第１及び第
２の信号を受け、前記スイッチアレーを制御するプロセサと、を更に含み、前記プロセサが、前記輪郭表面を照射する前記実質的に均一な強さの可視光線
を維持するように、前記複数の光源からの前記光線の出力を適正化するため、前
記安定器への前記入力電圧を調節することを特徴とする請求項２３に記載のイル
ミネータ。
【請求項２７】前記変圧器が、バック／ブースト自動変圧器であることを特徴とする請求項２
６に記載のイルミネータ。
【請求項２８】前記少なくとも１つの電気回路が、イルミネータの状態を表示するためのイン
ジケータを更に含み、該インジケータが、前記プロセサによって制御されることを特徴とする請求項
２６に記載のイルミネータ。
【請求項２９】前記活動化及び非活動化制御器が；外部電源からの電源入力を制御するための主電源スイッチと、イルミネータの権限のない使用を制限するためのキースイッチと、を含むこと
を特徴とする請求項２３に記載のイルミネータ。
【請求項３０】前記ハウジングによって支持された可視光センサと、前記ハウジングによって支持され、前記可視光センサと前記複数の光源との間
に介在する反射器と、複数の光源のうち第１のものからの可視光線を、前記可視光センサに入れるよ
うに適合され、前記可視光センサから第１の距離を隔てて配置され、第１の断面
積を有する前記パーティションの第１の開口と、前記複数の光源のうち第２のものからの可視光線を、前記可視光センサに入れ
るように適合され、前記可視光センサから第２の距離を隔てて配置され、第２の
断面積を有する前記パーティションの第２の開口と、を更に含み、前記第１及び第２の断面積の比が、前記第１及び第２の距離の逆二乗に比例し
、前記可視光センサが、前記複数の光源のうち前記第１及び第２のものからの光
出力を監視し、前記輪郭表面を照射する前記実質的に均一な強さの可視光線を提
供するように、前記複数の光源からの可視光出力を調整するための信号を出力す
るように適合されたことを特徴とする請求項１に記載のイルミネータ。
【請求項３１】前記複数の光源のうち第３のものからの可視光線を、前記可視光センサに入れ
るように適合され、前記可視光センサから第３の距離を隔てて配置され、第３の
断面積を有する前記反射器の第３の開口を更に含んで構成され、前記複数の光源のうち前記第２及び第３のものが、前記複数の光源のうち前記
第１のものの反対側の側面からほぼ等しい距離を空けて配置され、前記第２及び
第３の距離がほぼ等しく、前記第２及び第３の断面積がほぼ等しく、前記可視光センサが、前記複数の光源のうち前記第１、第２及び第３のものか
らの光出力を監視し、前記輪郭表面を照射する前記実質的に均一な強さの可視光
線を提供するように、前記複数の光源からの可視光出力を調整するための信号を
出力するように適合されたことを特徴とする請求項３０に記載のイルミネータ。
【請求項３２】輪郭表面を光力学的に診断し又は治療する方法であって、５−アミノレブリン酸を前記輪郭表面に局部的に適用することと、前記輪郭表面におよそ適合する複数の光源からの実質的に均一な強さの可視光
線で、前記輪郭表面を照射することと、を含んで構成される方法。
【請求項３３】前記５−アミノレブリン酸が、キャリアにあることを特徴とする請求項３２に
記載の方法。
【請求項３４】５−アミノレブリン酸を、連用で適用することを更に含んで構成されることを
特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】前記輪郭表面が、実質的に全体的に青色領域の範囲内にある可視光線で照射さ
れることを特徴とする請求項３２に記載のイルミネータ。
【請求項３６】前記照射することが、４１７±５nmの公称ピーク波長と、３０nmの公称バンド
幅とを有する光線の、約１０００秒の露光を含んで構成されることを特徴とする
請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】ほぼ直線状のセグメントに接続されたほぼ弓状のセグメントを有する延長光源
を含むイルミネータ用の冷却システムであって、前記光源を包囲するプレナムと、前記ほぼ直線状のセグメントの自由端近くに配置され、大気を受け入れる前記
プレナムへの取入通気孔と、前記ほぼ弓状のセグメントと前記ほぼ直線状のセグメントとの間の接続部近く
に配置され、加熱された大気を排出する前記プレナムからの排気通気孔と、を含
んで構成され、前記ほぼ直線状のセグメントと、前記ほぼ弓状及び直線状のセグメントの間の
接続部とが、前記ほぼ弓状のセグメントに比べて、より強い冷却を受けることを
特徴とする冷却システム。
【請求項３８】前記取入通気孔を介して大気を引き込み、前記排気通気孔を介して加熱された
大気を排出するように適合されたファンを更に含んで構成されることを特徴とす
る請求項３７に記載の冷却システム。
【請求項３９】ほぼ直線状のセグメントに接続されたほぼ弓状のセグメントを有する延長光源
から実質的に均一な強さの光線を提供する方法であって、前記ほぼ弓状のセグメントに比べて、前記ほぼ直線状のセグメントにより強い
冷却を提供することを含んで構成される方法。
【請求項４０】前記ほぼ弓状のセグメントに比べて、前記ほぼ弓状のセグメントと前記ほぼ直
線状のセグメントとの接続部により強い冷却を提供することを更に含んで構成さ
れることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】有限平面発光体を再現するためのイルミネータであって、周辺を有する発光領域と、互いにほぼ平行であり、前記発光領域から実質的に均一な強さの光線を照射す
るように適合された複数の光源と、を含んで構成され、前記複数の光源のうち隣り合うものの間の側面間隔が、前記周辺に関連して変
化することを特徴とするイルミネータ。
【請求項４２】前記側面間隔が、前記複数の光源のうち、前記周辺に近い方で隣り合うものの
間におけるより、前記複数の光源のうち、前記周辺から遠い方で隣り合うものの
間において大きいことを特徴とする請求項４１に記載のイルミネータ。
【請求項４３】前記複数の光源が；互いに平行に延伸し、それぞれが前記周辺から第１の距離を隔てて配置された
延長光源の第１の対と、前記延長光源の第１の対と平行に延伸し、それぞれが前記延長光源の第１の対
のうち対応するものから第２の側面間隔を隔てて配置された延長光源の第２の対
と、前記延長光源の第１及び第２の対と平行に延伸し、それぞれが前記延長光源の
第２の対のうち対応するものから第３の側面間隔を隔てて配置された延長光源の
第３の対と、前記延長光源の第１、第２及び第３の対と平行に延伸し、それぞれが隣り合う
延長光源から第４の側面間隔を隔てて配置された少なくとも１つの中心延長光源
と、を含み、前記第１、第２、第３及び第４の側面間隔が、それぞれ約２．５：３．５：５
：７の相対間隔比を有することを特徴とする請求項４１に記載のイルミネータ。
【請求項４４】表面を照射するイルミネータ用の監視システムであって、前記表面を実質的に均一な強さの光線で照射するように適合された複数の独立
して調整可能な光源と、前記複数の光源に関連して支持された光センサと、前記光センサと前記複数の光源との間に介在するパーティションと、前記複数の光源のうち第１のものからの光線を前記光センサに入れるように適
合され、前記光センサから第１の距離を隔てて配置され、第１の断面積を有する
前記パーティションの第１の開口と、前記複数の光源のうち第２のものからの光線を前記光センサに入れるように適
合され、前記光センサから第２の距離を隔てて配置され、第２の断面積を有する
前記パーティションの第２の開口と、を含んで構成され、前記第１及び第２の断面積の比が、前記第１及び第２の距離の逆二乗に比例し
、前記光センサが、前記複数の光源のうち前記第１及び第２のものからの光出力
を監視し、前記表面を照射する前記実質的に均一な強さの光線を提供するように
、前記複数の光源からの光出力を調整するための信号を出力するように適合され
たことを特徴とする監視システム。
【請求項４５】輪郭表面を光力学的に診断し又は治療するための光線であって、前記輪郭表面におよそ適合する複数の発生源から射し込み、前記輪郭表面を均
一な強さで照射する光線。