JP2004528930A - 光線力学的療法ランプ - Google Patents

Abstract

光線力学的療法ランプは、ＬＥＤ（２１）の２つの配列（２０）から形成されている光源を含んでいるカバー（１０，１１，１２，１３）を有する。ＬＥＤは、ハニカムパターンに配置されていて、６３０〜６４０ｎｍのピーク波長を有する。ＬＥＤの下は、各ＬＥＤ用のレンズ（２３）を含んでいるレンズパック（２２）である。この下は、拡散器（７）である。レンズは、ハニカムパターンに配置されていて、実質的に平行な狭ビームに光を集める働きをする。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、光線力学的療法（ＰＤＴ）において使用するための照明器源（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒ ｓｏｕｒｃｅ）（ランプとも称される）に関する。
【背景技術】
【０００２】
光線力学的療法（ＰＤＴ）は、発展中の療法であり、現在、各種のがんの治療のほか、伝染病、傷の治療、各種の皮膚病などの悪性ではない病気にも使用されている。この方法は、酸素の特定の光感受性物質（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ）と光の相互作用に基づく。過去の臨床経験によると、ＰＤＴには、にきび角化症（ａｃｎｅ ｋｅｒａｔｏｓｉｓ）や各種の皮膚がんなど、いくつかの病的状態の治療のための他の療法をしのぐ利点がある。ＰＤＴの臨床的な使用の一般的な背景については、米国特許第６，２２５，３３３号、米国特許第６，１３６，８４１号、米国特許第６，１１４，３２１号、米国特許第６，１０７，４６６号、米国特許第６，０３６，９４１号、米国特許第５，９６５，５９８号、米国特許第５，９５２，３２９号に記載されている。
【０００３】
いくつかの光感受性物質、例えば、５−アミノレブリン酸（５−ＡＬＡ）、５−ＡＬＡの誘導剤、ポルフィリン誘導剤などが市販されており、前臨床又は臨床開発段階にある。先行技術には、その他の光感受性物質が提案されていて、例えば、Ｈａｒａｔ，Ｍ．らの「Ｎｅｕｒｏｌｏｇｉａ ｉ Ｎｅｕｒｏｃｈｉｒｕｒｇｉａ Ｐｏｌｓｋａ ３４，９７３（２０００）」、Ｓｈａｒｍａ，Ｓ．の「Ｃａｎ．Ｊ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ ３６，７（２００１）」、Ｐｅｒｖａｉｚ，Ｓ．「ＦＡＳＥＢ Ｊｏｕｒｎａｌ １５，６１２（２００１）」、Ｋｏｒｎｅｒ−Ｓｔｉｆｂｏｌｄ，Ｕ．の「Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｓｃｈｅ Ｕｍｓｃｈａｕ ５８，２８（２００１）」、Ｓｏｕｂｒａｎｅ，Ｇ．らの「Ｂｒｉｔ．Ｊ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ ８５，４８３（２００１）」、Ｄｅｐｅｔｔｒｅ，Ｔ．らの「Ｊ．Ｆｒ．Ｏｐｈｔｈａｌｏｍｏｌｏｇｉｅ ２４，８２（２００１）」、Ｂａｒｒ，Ｈ．らの「Ａｌｉｍｅｎｔａｒｙ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ ＆ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ １５，３１１（２００１）」、Ｓｃｈｍｉｄｔ−Ｅｒｆｕｒｔｈ，Ｕ．らの「Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｇｉｅ ９８，２１６（２００１）」、Ｒｏｃｋｓｏｎ，Ｓ．Ｇ．らの「Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ １０２，５９１（２０００）」を参照されたい。
【０００４】
安全かつ効果的なＰＤＴに欠かせない要素の１つは、光源である。臨床的に有用な光源は、いくつかの基準、すなわち、光の強度が高い（すなわち放射束が大きい）こと、線量の設定が容易であること、発光スペクトルのピーク波長が対象の領域内にあること、対象の領域内の放射光の強度が均一であること、構造の信頼性が高く運転コストが低く構造が単純であること、を満たしている必要がある。
【０００５】
先行技術には、ＰＤＴ用の光源がいくつか記載されていて、米国特許第５，４４１，５３１号（ＤＵＳＡ）には、正しい波長を選択して赤外線を除去するためのフィルターとダイクロイックミラーを使用するステップを含む、ＰＤＴの方法が記載されていて、米国特許第５，７８２，８９５号（ＤＵＳＡ）には、バルブホルダーと、フィルターと、ダイクロイックミラーとを備えている、ＰＤＴ用の照明器について記載されていて、米国特許第５，９６１，５４３号（Ｈｅｒｂｅｒｔ Ｗａｌｄｍａｎ）には、ランプ反射器と、フィルターユニットと、一対の送風器とを備えているＰＤＴ照射用の装置が記載されていて、米国特許第５，６３４，７１１号（Ｋｅｎｎｅｄｙ）には、ＰＤＴ用の携帯型ポータブル発光デバイスが記載されていて、米国特許第５，７９８，５２３号（Ｔｈｅｒａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）には、ＰＤＴ用の電動式デバイスが記載されていて、米国特許第５，８４３，１４３号（Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃａｍｐａｉｇｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）には、出力強度７５ｍＷ／ｃｍ^２以上、帯域幅０〜３０ｎｍの範囲内の高輝度ランプを備えている非レーザー光源が請求されていて、米国特許第５，８４９，０２７号（ＭＢＧ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）には、約３００〜４００Ｗの広い波長の放射エネルギーを生成することのできる非コヒレント電磁エネルギー源が記載されていて、米国特許第６，００７，２２５号（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）には、円錐形の光偏向器を利用する有向照明装置（ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）が記載されていて、米国特許第６，０４８，３５９号（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）には、皮膚病の診断用の光学系に関連する装置及び方法が記載されていて、米国特許第６，０９６，０６６号（Ｌｉｇｈｔ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ）には、光療法パッチが記載されていて、米国特許第６，１２８，５２５号（Ｚｅｎｇら）には、ＰＤＴの線量測定を制御する装置が記載されていて、ＷＯ００／００２５０（Ｇｅｎｅｔｒｏｎｉｃｓ）には、細胞のエレクトロポレーションとエレクトロポレーション処理された細胞の光活性化（ｌｉｇｈｔ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）の両方を行う装置が記載されている。ＷＯ９９／１００４６（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）には、高分子材料から成る外板とライナーを備えている発光治療デバイスが記載されている。ＷＯ９８／０４３１７（Ｌｉｇｈｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ）には、光療法の効果を高めるために温熱療法（ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａ）を適用するデバイスが提案されていて、ＷＯ８５／００５２７（Ｍ．Ｕｔｚｈａｓ）には、特に皮膚病への用途を持つ、複数のフィルターを有する照射装置が記載されていて、ＷＯ９９／５６８２７（ＤＵＳＡ）には、輪郭の描かれている表面（ｃｏｎｔｏｕｒｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）用の、複数の光源を備えている光源が記載されていて、ヨーロッパ特許第Ｏ ６０４ ９３１（Ｍａｔｕｓｈｉｔａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．）には、医療用レーザー装置が記載されていて、ＷＯ９９／０６１１３（Ｚｅｎｇら）には、ＰＤＴの線量測定を制御する装置が記載されていて、ＷＯ８４／００１０１（Ｔｈｅ Ｊｏｈｎ Ｈｏｐｋｉｎｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）には、ＰＤＴの効果を監視し、治療用の光放射の正しい線量を算定する装置が記載されている。ＷＯ４５／３２４４１（米国政府）には、光ファイバを有する光供給デバイスが請求されていて、ＷＯ００／２５８６６（Ｇａｒｔ）には、広い帯域幅の放射エネルギーを生成する、フィルターリング手段とフォーカシング手段を有する非コヒレント光エネルギー源を使用する、ＰＤＴ用の装置が記載されている。
【０００６】
光線力学的療法用のその他のデバイスは、米国特許第４，５７６，１７３号（Ｊｏｈｎｓ Ｈｏｐｋｉｎｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）、米国特許第４，５９２，３６１号（Ｊｏｈｎｓ Ｈｏｐｋｉｎｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）、米国特許第４，９７３，８４８号（Ｊ．ＭｃＣａｕｇｈａｎ）、米国特許第５，２９８，７４２号（Ｄｅｐ．Ｈｅａｌｔｈ，ＵＳＡ）、米国特許第５，４７４，５２８号（ＤＵＳＡ）、米国特許第５，４８９，２７９号（ＤＩＳＡ）、ＵＳ５，５００，００９（Ａｍｒｏｎ）、米国特許第５，５０５，７２６号（ＤＵＳＡ）、米国特許第５，５１９，４３５号（米国政府）、米国特許第５，５２１，３９２号（ＥＦＯＳ）、米国特許第５，５３３，５０８号（ＰＤＴ Ｓｙｓｔｅｍｓ）、米国特許第５，６４３，３３４号（ＥＳＣ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｌｔｄ．）、及び米国特許第５，８１４，００８号（Ｌｉｇｈｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ）に記載されている。
【０００７】
先行技術におけるいくつかの特許には、従来のランプを使用する代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）に基づく光線力学的療法用のランプが提案されていて、それらは、ＷＯ／９４／１５６６６（ＰＤＴ Ｓｙｓｔｅｍｓ）、ＦＲ ２４９２６６６（Ｍａｒｅｔ）、ＷＯ９５／１９８１２（Ｍａｒｋｈａｍ）、米国特許第５，２５９，３８０号（Ａｍｃｏｒ）、ヨーロッパ特許第０２６６０３８号（Ｋｕｒｅｈａ Ｋａｇａｋｕ Ｋｏｇｙｏ）、米国特許第５，６９８，８６６号（ＰＤＴ Ｓｙｓｔｅｍｓ）、米国特許第５，４２０，７６８号（Ｋｅｎｎｅｄｙ）、米国特許第５，５４９，６６０号（Ａｍｒｏｎ）、米国特許第６，０４８，３５９号（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）である。
【０００８】
従来のランプの代わりにＬＥＤ技術を使用することには多数の利点があると考えられている。例えば、ＬＥＤの配列を形成することによって大きな領域をカバーすることができる。更に、ＬＥＤは効率が高いため、必要な熱放散が少ない。更に、ＬＥＤは長期的に安定であり、このため数万時間の作動に適するランプを容易に設計することができる。その他の利点として、運転費と維持費が低いこと、駆動電圧が低く安全性が高いこと、機械的な特性が頑丈であること、構造がモジュール式で軽量かつコンパクトであること、移動及び輸送が容易であること、があげられる。
【０００９】
しかしながら、これらの重要な利点にもかかわらず、先行技術に記載されている、光線力学的療法用にＬＥＤ技術を使用することには、ＰＤＴにおけるＬＥＤランプの有用性に影響するいくつかの欠点がある。
【００１０】
二次元配列におけるＬＥＤランプを使用することの主な欠点は、光の均一性が不十分であるために、安全かつ効果的なＰＴＤ治療が得られないことである。この理由は、ＬＥＤからの光パターンが、例えば、出力角度の広いコウモリ翼形状であるためである。公知のＰＴＤ技術を使用することのその他の欠点として、液体ベースの冷却系統が必要であるためにコストと複雑さが比較的高いこと、光のスペクトルが比較的広い（６００〜７００ｎｍ）こと、光出力量が限られているため治療時間が長くなること、があげられる。
【発明の開示】
【００１１】
本発明によると、ＬＥＤ（発光ダイオード）の二次元の配列を備えており、かつ前記ＬＥＤから発せられる光をコリメートするための手段を更に備えている、光線力学的療法において使用するための照射源が提供される。
【００１２】
このようにして光をコリメートすることによって、照射源からの距離に伴う光の強度の変動が大幅に低減し、このことは、患者と光源の間の距離が、当たる線量に重大な影響を与えないことを意味する。これによって、治療が単純化されるのみならず、平面でない面の効果的かつ均一な治療が可能になる。更に、光源からの任意の有効な距離における光の強度が大きくなり、本発明は、ずっと均一な照射パターンを生成することを可能にもする。
【００１３】
コリメートは、ＬＥＤに加えてレンズを使用し、かつ、最も好ましくは各ＬＥＤランプが対応する追加レンズ系を有する場合に、最も効果的に達成される。このようにして、身体からの任意の作動距離において最も均一な光が達成される。
【００１４】
マルチエレメントレンズ（ｍｕｌｔｉ−ｅｌｅｍｅｎｔ ｌｅｎｓｅｓ）を使用してもよいが、各ＬＥＤに１枚の追加レンズを設けることが好ましい。本発明において使用するのに好ましいレンズは、対象の領域上の光の強度が均一になるように光を導くことのできるレンズである。代表的なレンズは、合成材料又はガラスから製作されているレンズである。最も好ましいレンズのタイプは、アキシコン・コリメーティング光導体（ａｘｉｃｏｎ ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ ｌｉｇｈｔｇｕｉｄｅ）である。このようなレンズは、散乱効果を低減するように設計されているのが最も好ましく、散乱効果が低減されないと、ほぼコリメートされているビームの外側で光が失われる原因になる。
【００１５】
ここまで説明した配置は、均質の特性の均一で広い光の照射範囲が確保されるという、先行技術をしのぐ重要な恩恵を提供するが、レンズ系は、ダイオードマトリクスの上の、六角形パターンに稠密配置された六角形レンズユニットから成ることが好ましい。従って、個々のレンズは、平面において六角形、又は実質的に六角形であることが好ましい。このことは、それ自体が発明的であると考えられ、従ってさらなる観点から、本発明は、ハニカムパターンに配置されているほぼ六角形のレンズの配列を備えているＰＤＴランプを提供する。
【００１６】
対象の領域上の光の強度の変化は、＋／−１５％未満、好ましくは＋／−１０％未満、最も好ましくは＋／−７％未満である必要がある。
【００１７】
必要な場合にはより低い出力を使用してよいが、本発明による光源は、少なくとも２０ｍＷ／ｃｍ^２を出力することが好ましい。また、約１８ｎｍの半値幅（ＦＷＨＭ）に基づく公称距離５ｃｍにおける出力は、１００ｍＷ／ｃｍ^２を超えないことが好ましい。この出力は、長時間の治療を回避するために距離５ｃｍにおいて４０ｍＷ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。
【００１８】
ＬＥＤの数は、照射領域に応じて変わってよいが、ＬＥＤの実用的な数は１〜３０００の間である。より好ましい数は、４〜５１２の間であり、最も好ましい数は８〜２５６個のＬＥＤである。
【００１９】
照射領域は、レンズの配置とＬＥＤ数に応じて変わってよいが、これは１ｍ^２〜３０００ｃｍ^２以の間であることが好ましい。
【００２０】
４０ｍｍ×５０ｍｍの照射用のランプは、例えば、１６個のダイオードを有する。９０ｍｍ×１９０ｍｍの照射用のランプは、例えば、１２８個のダイオードを有する。ダイオード間の距離は、光の強度に応じて２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００２１】
ＰＤＴに有用であるためには、光のピーク波長は、例えばＰｈｏｔｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎ ＩＸでの使用の場合、好ましくは６２０〜６４５ｎｍの範囲内であり、より好ましくは６２５〜６４０ｎｍであり、最も好ましくは６３０〜６４０ｎｍである。しかしながら、フォトフリン、Ｐｈｏｒｐｈｙｃｅｎｅｓ、Ｓｎ−Ｅｔｉｏｐｕｒｉｎ、ｍ−ＴＨＰＣ、ＮｐＥ６、Ｚｎ−フタロシアニン（Ｚｎ−Ｐｈｔａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ベンゾポルフィリンなどの他の光感受性物質のピーク領域をカバーするために、ランプは異なるＬＥＤによる異なる波長を有することができる。
【００２２】
ＬＥＤベースのランプは、自身から発生する熱が他のタイプの光源よりも少ないが、随意的に、患者のターゲット領域を冷やすための患者ファンをランプに設けてもよい。このファンは、ランプ自体の冷却装置と組み合わせられていることが好ましい。従って、例えば、ＬＥＤを（直接的又は間接的に）冷却するのみならず、患者の照射部分が冷やされるように、発せられる光とほぼ同じ方向にランプの外にも空気を導く冷却ファンをランプに設けることができる。例えば、ファンによってランプ内に引き込まれた空気を、それぞれの目的に１本ずつの２本の流れに分けることができる。
【００２３】
ダイオードには、熱を放散させるためにヒートシンクが関連付けられていることが好ましく、このヒートシンク自体はファンによって供給される空気流によって冷却することができる。この冷却は、連続的に行うか、又は簡単なサーモスタットスイッチによって制御してもよいが、例えば温度センサーからの入力に基づいてマイクロプロセッサによって制御されるのが好ましい。必要な場合、ピーク出力周波数を変化させるためにＬＥＤの温度を制御してもよい。このような制御は、ＮＴＣレジスタによって、例えばマイクロプロセッサに入力を供給することによって行うことができる。代表的な周波数変動は、０．２ｎｍ／Ｋである。
【００２４】
このコンセプトは、それ自体が発明的であると考えられ、従って別の観点から鑑み、ＬＥＤの配列を備えていて、かつ前記ＬＥＤの出力周波数が、その温度を制御することによって変えられる、ＰＤＴにおいて使用するための光源が提供される。
【００２５】
線量タイマー、及び／又は、前記ランプの寿命を（合計使用時間に基づいて）判断するためのタイマーを追加的又は代替的に設けることができるように、前記ランプはマイクロプロセッサによって制御されることが好ましい。また、光源からの距離に伴う強度の残余変動を補正するために照射線量を（自動的又は手動によって）調整することができるように、自動距離測定機器を設けてもよい。
【００２６】
また、例えばコンピュータメモリに格納されているプログラムに従って光の振幅又は周波数を時間とともに変化させることができるように、これも好ましくはマイクロプロセッサによって制御される、光源の変調の手段を設けてもよい。特定の状況においては、このような変調によってより効果的な治療を行うことができる。例えば、光のパルス列の後に短い休止を置くことによって、細胞が更に酸素を吸収することができるものと考えられる。変調は、ユーザがプログラムできるものであることが好ましい。（好ましくは上述したような）変調可能なランプを設けることは、それ自体が発明的であると考えられ、本発明の別の観点を形成する。従って、別の観点から鑑み、本発明は、使用中に変調可能な複数のＬＥＤ光源を有する、ＰＤＴにおいて使用するためのランプを提供する。
【００２７】
さらなる好ましい特徴は、照射される領域を小さくするための分割手段を設けることである。従って、一例として、例えば８グループのＬＥＤを選択的に作動停止させるか、又は、選択されているＬＥＤからの光が患者に達しないようにランプ内にマスクを設けることができる。
【００２８】
本発明によって、特にその好ましい形式において得られる光は、あらゆるＰＤＴ用途に対して十分に均一であるが、コリメートされている各ビームが対象表面の上を動くように、ＬＥＤの機械的な振動の手段を設けることによって、均一性を更に向上させることができる。必要な動きはごく小さい程度であり、例えば１本のビームの光軸を、隣のビームの光軸の前の（すなわち移動前の）位置によって対象領域上に定義されるポイントの方向にその中間まで移動させることができる程度であることが理解される。このコンセプトも、それ自体が発明的であると考えられ、従って別の観点から鑑み、振動するように配置されている光源の配列を備えている、ＰＤＴにおいて使用するためのランプが提供される。
【００２９】
本発明は、ＰＤＴを提供する方法にも拡張され、従って更に別の観点から鑑み、本発明は、本発明の他の観点によるランプ又は光源の使用を含む、ＰＤＴの方法を提供する。この方法は、本発明の好ましい形式のいずれかによるランプ又は光源の使用を含むことが好ましい。
【００３０】
本発明の特定の実施形態を、添付されている図面を参照しながら一例として以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
最初に図１を参照して、光線療法ランプ１は、クランプ（示されていない）付きのカウンターバランス式（ｃｏｕｎｔｅｒｂａｌａｎｃｅｄ）支持アーム２と、外部電源（示されていない）と、ランプヘッド３から成る。この図は、本発明の第１の実施形態を示すが、第２の実施形態にも類似するアーム（図７参照）が設けられている。このアームは、例えば医者の診察室の中の机などの表面にランプを固定することを可能にする。アームは、本質的に従来式であり、ランプヘッドを、治療する患者の身体の部位の上の位置に動かすことができるようにする。
【００３２】
次に図２を参照して、第１の実施形態のランプヘッド３は、全体的にこのランプヘッドの外形に一致するように成形されているサイドアーム２ａに枢動的に取り付けられていることがわかる。（このことは図５においてより明確に見ることができ、この図５においては、サイドアーム２ａは枢動ピン２ｃと噛み合っていることがわかる。） サイドアーム自体は、スイベルジョイント４を介して主アーム２ｂに連結されている。スイベルジョイント４は、２本の垂直軸の回りの動きを可能にし、サイドアームをランプヘッドに枢動的に取り付けることにより、さらなる動きが得られる。
【００３３】
ハウジング６は、その下面に開口を有し、この下面においては、光源５が薄い拡散器７を通して見える。図３から、ハウジング６の上側部分には、ハウジング自体に形成されている換気長孔の形での空気吹き出し口８が設けられていることがわかる。また、制御パネル／ディスプレイユニット８もある。
【００３４】
次に、図４〜図６を参照して、ハウジング６がいくつかの成形プラスチック構成要素、すなわち上側カバー１０と、下側カバー１１と、エンドカバー１２及び１３から形成されていることがわかる。両方のエンドカバーには、使用時にランプ内に空気を流すための換気長穴が設けられていて、エンドカバー１３の長穴は空気取り入れ口であり、エンドカバー１２の長穴は吹き出し口である。
【００３５】
ハウジング内には、いくつかのＬＥＤから成る光源と、制御装置と、冷却系統と、ハウジング内に設けられているレンズ系とがある。これらの構成要素について、以下に詳細に説明する。
【００３６】
光源は、それぞれが６４個のＬＥＤ２１を含んでいるモジュールの２つの配列２０から形成されている。ＬＥＤは、図１３に示されているようなハニカムパターン（すなわち六角形配列）に配置されている。各ＬＥＤは、６３０〜６４０ｎｍ範囲内のピーク波長と、５ｃｍにおける６０Ｗ／ｃｍ^２の出力を有する。
【００３７】
ＬＥＤ配列２０の下は、各ＬＥＤ用のレンズ２３を含んでいるレンズパック２２である。このレンズパックの下は、下側カバー１１の開口のくぼみ内に位置する薄い拡散器７である。
【００３８】
図１４は、レンズ２３の１つを示していて、図１２は、その動作を示している光線図である。ＬＥＤ２１はこの図１２の下部にあり、その上がレンズ２３である。図を明確にするため、拡散器７は省略されている。光線図からわかるように、ＬＥＤ２１からの実質的にすべての光が、レンズとＬＥＤの光軸を中心とする実質的に平行な狭ビームに集められる。後述するように、レンズの効果は、図１５ａと図１５ｂに示されている。
【００３９】
ＬＥＤモジュールへの電流は、従来式の電源（従ってこれ以上は説明しない）によって、マイクロプロセッサベースの制御装置２５を介して供給される。制御装置は、ＬＥＤ２１への電流の供給を制御することに加えて、電気冷却ファン２７と様々なその他の特徴要素（ランプ寿命監視器、線量タイマーなど）も制御する。
【００４０】
必要な出力放射周波数を維持するためには、ＬＥＤ２１は熱くなりすぎることがなく安定した温度に制御できることが重要である。従って、ファンが空気冷却系統の一部であり、この冷却系統は、ＬＥＤパネルの後面に取り付けられているヒートシンク２８を更に備えている。ファンは、カバー１３の空気取り入れ口から強制的に空気を入れ、ＬＥＤ配列２０の上を経て、冷却リブ（ｃｏｏｌｉｎｇ ｒｉｂ）を通じてカバー１２の吹き出し口から出す。動作温度がセンサー（示されていない）を介して感知され、マイクロプロセッサがこの温度を制御するようにフィードバックシステムが設けられている。
【００４１】
必要な場合、ＬＥＤの出力ピーク波長を調整するためにＬＥＤの温度を変化させることができる。ＬＥＤの接合部温度（ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と波長の間には、ほぼ線形の関係がある。図１６は、これを実証するための実験の結果を示している。この実験においては、異なるＬＥＤ接合部温度におけるＬＥＤスペクトルを記録し、ＬＥＤ接合部温度に対するピーク波長をプロットした。これは図１６に示されていて、この図から、ピーク波長は接合部温度に比例することがわかる。データ点への最適な線形当てはめ（ｂｅｓｔ ｌｉｎｅａｒ ｆｉｔ）によって、１℃あたり０．２０８ｎｍの比例関係が得られる。従って、ＬＥＤランプ内において接合部温度を制御して、光感受性物質（例：プロトポルフィリンＩＸ）の吸収スペクトルとＬＥＤの発光スペクトルが重なるようにすることができる。
【００４２】
空気流は、実際には、取り入れ口において２本の経路に分割される。一方の経路は、ヒートシンク２８に導かれ、他方の経路は、患者の皮膚に空気を吹き出すように配置されている。これにより、化学薬剤の反応によって生じる痛みを軽減する冷却効果が得られる。
【００４３】
使用時、ランプは、アーム２ａ及び２ｂとクランプ（示されていない）とを介して表面に固定される。次いで、ランプは、照射される患者の皮膚の領域の上に配置される。
【００４４】
ランプの制御スイッチ類は、制御パネル／ディスプレイユニット９に配置されている。
【００４５】
システムは、ＯＮ／ＯＦＦボタンを押すことによってオン／オフが切り替えられる。システムをオンにするときには、ボタンを押し、そのままの状態で、ディスプレイウィンドウにテキスト「ＣＵＲＥＬＩＧＨＴ Ｖ ｘ． ｘ，Ｓｅｒ． ｎｏ：０１００ＸＸＸＸ」が表示されるまで保持する。次に、ボタンを離す。数秒後、メッセージ「ＲＥＭＡＩＮＩＮＧ ＬＡＭＰ ＬＩＦＥ： ＸＸｈＸＸ」が表示される。これは、ＦＵＬＬ ＬＩＧＨＴモードで作動可能な残り時間を示していて、マイクロプロセッサによって計算され、時間と分で表示される。タイマーが０ｈ００を示すと、それ以上使用することはできない。特定の治療中にオンである残り時間を示す線量タイマーも設けられている。
【００４６】
システムは、ＯＮ／ＯＦＦボタンをもう一度押すことによってオフにされる。ボタンを押すとビープ音が鳴り、システムがオフになる。
【００４７】
治療する領域の上にランプを正しく位置させるために、オペレータは、ＧＵＩＤＥ ＬＩＧＨＴボタンを押し、ランプを低出力でオンにする。次いで、皮膚の正しい領域が照射されるようにランプを動かすことができる。ＬＯＷ ＬＩＧＨＴモードにおいては、たとえ線量タイマーの現在値が表示されてもタイマーは作動しない。このタイマーは、通常、進行中のＦＵＬＬ ＬＩＧＨＴ治療が停止されていない限りは０：００である。ＧＵＩＤＥ ＬＩＧＨＴボタンをもう一度押すことによって、光がオフになる。
【００４８】
ＧＵＩＤＥ ＬＩＧＨＴボタンを押す前にランプがＦＵＬＬ ＬＩＧＨＴモードであった場合には、ランプはＧＵＩＤＥ ＬＩＧＨＴに切り替わり、タイマーが停止する。
【００４９】
更に、治療を一時的に停止するために使用することのできるＰＡＵＳＥボタンが設けられている。このボタンをもう一度押すと、停止された場所から治療が継続する。
【００５０】
必要な場合に光の線量を調整するためにＳＥＴ ＤＯＳＥ機能を選択するために使用されるＭＯＤＥ ＢＵＴＴＯＮもある。このボタンは、線量値を調整するためにＳＥＴ ＤＯＳＥ機能と一緒に使用される。＋／−ボタンは、１ Ｊ／ｃｍ^２の間隔で線量を調整し、同時に、対応する線量時間が計算されて分及び秒として表示される。このボタンを押し下げた状態に保持すると、上げ下げ調整の速度が増す。最も効果的な光線量は３７Ｊ／ｃｍ^２であると考えられる。Ｍｏｄｅボタンは、照射される領域の区画を小さくする（より小さい治療領域）などの他の機能を有効にするときにも使用される。
【００５１】
ランプが正しく配置された後、オペレータはＳＴＡＲＴボタンを押してランプを治療強度に切り替える。ランプがＦＵＬＬ ＬＩＧＨＴモードのとき、線量タイマーとランプタイマーのカウントが行われる。線量タイマーのみが表示される。
【００５２】
線量タイマーが０：００になると、光が自動的にオフに切り替わり、点滅するメッセージ「ＥＮＤ ＯＦ ＤＯＳＥ」が表示される。ＲＥＳＥＴボタン（次段落参照）が押されるまで間断性の音が鳴る。
【００５３】
ＳＴＯＰ／ＲＥＳＥＴボタンは、進行中の動作を終了する、あるいは「ＥＮＤ ＯＦ ＤＯＳＥ」又はエラーメッセージをクリアするために使用することができる。
【００５４】
本発明の第２の実施形態は、ほとんどの動作上の観点においては第１の実施形態に類似するが、図７〜図１１からわかるように、外観と構造はかなり異なる。具体的には、サイドアームを使用することなくアーム２がスイベルジョイント４を介してハウジングの側面に直接的に連結されるように、ハウジングは９０度だけ回転している。更に、空気取り入れ口と吹き出し口が、ジョイント４の対向する面に位置するエンドカバー１２、１３に設けられている。
【００５５】
図１０と図１１からわかるように、ランプヘッド３は、２つのエンドカバー１２、１３と、フロントカバー及びバックカバー（これらの図においては明確さの理由から示されていない）とから形成されているハウジングを有する。
【００５６】
図１１は、光源の配置を良く示していて、この光源は、前の実施形態のように、薄い拡散器７と、レンズ配列２２と、ＬＥＤ配列２０と、ヒートシンク２８とを備えている。しかしながら、留意すべき点として、ＬＥＤとレンズの数が大幅に低減されていて、従って、このランプは皮膚のより小さな領域での使用を目的としていることが理解されるであろう。光の囲い２９は、カバーの追加部分を形成している。
【００５７】
図の左端において、ファン２７は、前述されているように、取り入れ口を通じて空気を吸い込み、その空気をヒートシンク２８のフィンの上に導く。
【００５８】
ヒートシンクの上には、制御システムとディスプレイが設けられいて、これらは図１０においてより明確に見ることができる。
【００５９】
第２の実施形態のランプは、第１の実施形態に関連して上に説明されているものと同じように動作する。
【００６０】
最後に、両方の実施形態において使用されているレンズの１つの一例が、図１４に示されている。留意すべき点として、図１３に示されている六角形（ハニカム）配置に密集させることができるように、レンズの外形は六角形である。レンズはアキシコン・コリメーティング光導体であり、図１２に示されているような実質的に平行なビームが得られるように成形されている。
【００６１】
図１５ａと図１５ｂは、レンズ配列２２の効果を実証するための実験の結果を示している。レンズを有する（図１５ａ）とレンズを有さない（図１５ｂ）の２つのＬＥＤ配列をすりガラスの下に置き、すりガラスとカメラの間の同じ距離において撮影した。図１５ａからわかるように、レンズは、輪郭のはっきりした範囲内に光を集めるのに対して、図１５ｂにおいては、光はずっと分散している。
【００６２】
前述されているように、ビームは実質的にコリメートされているため、ランプと患者の間の距離は、供給される線量（光エネルギー）に重大には影響しない。このことは、ランプを患者の皮膚からの正確な距離に位置させる必要がないことのみならず、平らでない表面も、高い領域と低い領域の間での大きな線量の変動なしに効果的に治療することができることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態の斜視図であり、据え付けアームを示している。
【図２】図１の第１の実施形態の下からの斜視図である。
【図３】図１の実施形態の上からの斜視図である。
【図４】図１の実施形態の、（図２に対応する）分解図である。
【図５】図１の実施形態の下と一方の側面からの分解図である。
【図６】図１の実施形態の下と他方の側面からの分解図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の上からの斜視図であり、据え付けアームを示している。
【図８】図７の実施形態の下からの斜視図である。
【図９】図７の実施形態の上からの斜視図である。
【図１０】図７の実施形態の上からの分解図である。
【図１１】図７の実施形態の下からの分解図である。
【図１２】両方の実施形態において使用されている光学系を示している線図的な光線図である。
【図１３】実施形態におけるＬＥＤの配置を示している略図である。
【図１４】実施形態において使用されるレンズの斜視図である。
【図１５ａ】本発明の実施形態において使用されているレンズの効果を示している。
【図１５ｂ】本発明の実施形態において使用されているレンズの効果を示している。
【図１６】ＬＥＤの接合部温度を変化させることの、ピーク波長に対する影響を示している。

Claims (14)

1. ＬＥＤ（発光ダイオード）の二次元の配列を備えており、かつ前記ＬＥＤから発せられる光をコリメートする手段を更に備えている、光線力学的療法において使用するための照射源。
2. 各ＬＥＤランプが、関連付けられている追加のレンズ系を有する、請求項１に記載の照射源。
3. 各ＬＥＤに対して１つの追加レンズが設けられている、請求項２に記載の照射源。
4. 前記個々のレンズが、平面において六角形、又は実質的に六角形である、請求項３に記載の照射源。
5. 前記レンズ系が、六角形パターンに稠密配置された六角形レンズユニットから好ましくは成る、請求項４に記載の照射源。
6. 前記ランプが、線量タイマー、及び／又は、前記ランプの寿命を判断するためのタイマーが設けられるように、マイクロプロセッサによって制御される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の照射源。
7. 前記ランプが、患者の対象領域を冷やすための患者ファンを更に備えている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の照射源。
8. 前記患者ファンが、前記ランプ自体の冷却系統と組み合わせられている、請求項７に記載の照射源。
9. 前記ランプが、
   前記ＬＥＤを冷却するのみならず、患者の照射部分が冷やされるように、発せられる光とほぼ同じ方向に前記ランプの外にも空気を導く冷却ファン
   を備えている、請求項７又は８に記載の照射源。
10. 前記ダイオードの温度を制御するために空気流が供給され、前記空気流が、マイクロプロセッサによって制御される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の照射源。
11. 前記ＬＥＤの出力周波数が、その温度を制御することによって変化させられる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の照射源。
12. 前記光源が、変調可能である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の照射源。
13. 前記光の振幅又は周波数が、マイクロプロセッサの制御下において変調可能である、請求項１２に記載の照射源。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の照射源の使用を含む、光線力学的療法の方法。

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