JP2020049143A - 光線治療装置用フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】即時黒化を抑制しつつ、優れた皮膚治療効果を得ることができる光線治療装置とするための光線治療装置用フィルタを提供する。【解決手段】光線治療装置用フィルタ２６は、波長３６５±５ｎｍの範囲にピーク波長を有し、波長３５０ｎｍ以下の光を含む光を放射する複数のＬＥＤ素子２４を光源とし、患部に治療光を照射する光線治療装置に使用される。当該光線治療装置用フィルタ２６は、複数のＬＥＤ素子の放射光を入射し、当該放射光のうち波長３５０ｎｍ以下の光を実質的に遮断し、透過光を治療光として出射する。【選択図】図２

Description

本発明は、紫外線照射によって皮膚疾患を治療する光線治療装置に使用される光線治療装置用フィルタに関する。

近年、皮膚疾患の治療方法としては、患部に対して紫外線を照射する手法が広く利用されている。そして、紫外線によって皮膚疾患治療を行う皮膚疾患用光治療器としては、紫外線光源として放電ランプを備え、波長３４０〜４００ｎｍの範囲の紫外線（ＵＶＡ１）を放射するものが実用化されている（具体的には、例えば「SELLAMED 2000 System Dr.Sellmeier」）。この実用化されている皮膚疾患用光治療器の或る種のものは、メタルハライドランプからの光を、複数（具体的には、例えば３枚）の波長選択フィルタを介して患部に照射する構成を有しており、よって紫外線光源からの光（紫外線）の利用効率が低い、という問題がある。

そこで、紫外線によって皮膚疾患治療を行う皮膚疾患用光治療器においては、紫外線光源として、ＬＥＤ素子を用いることが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
特許文献１に係る皮膚疾患用光治療器は、複数のＬＥＤ素子が、円形状基板上、または凹面を有する筐体の当該凹面上に配列されたものである。また、特許文献２には、波長３５０〜３９０ｎｍの範囲にピーク波長を有するＬＥＤ素子が、難治性湿疹、異汗性湿疹、皮膚Ｔ細胞リンパ腫、アトピー性皮膚炎、円形脱毛症、ケロイド、瘢痕、皮膚萎縮線状および強皮症の治療に有効である旨の記載がある。

一方で、波長３２０〜４００ｎｍの長波長紫外線は、照射直後に皮膚を黒化させる即時黒化作用を有することが知られている。非特許文献１には、皮膚に対する作用スペクトルが示されており、波長３４０ｎｍが即時黒化作用のピークとなる点が開示されている。即時黒化作用は、長波長紫外線の照射直後に皮膚が黒化し、その後、数時間あるいは数日程度で元の状態に戻るものである。しかしながら、継続的に即時黒化を繰り返すと、持続的に長期間の色素沈着が起こる場合がある。

特開平１０−１９００５８号公報 特開２００７−１５１８０７号公報

C.IRWIN, A. BARNES, D.VERES, K.KAIDBEY, "An ultraviolet radiation action spectrum for immediate pigment darkening", Photochemistry and Photobiology, Vol.57, No.3, pp.504-507, 1993

本発明者らは、鋭意研究を重ね、強皮症用の光治療器に用いる光源としては、放射光のピーク波長が３６５ｎｍであるＬＥＤ素子が最も高い効果が得られることを見出した。したがって、ピーク波長３６５ｎｍの光を放射するＬＥＤ素子を光源として用いることで、強皮症に対して効率的に優れた治療効果が得られることになる。
紫外線療法が適用される皮膚疾患は、数十ｃｍ²から数百ｃｍ²の範囲に及ぶ。そのため、ＬＥＤ光源を用いた光治療器の場合、複数のＬＥＤ素子を搭載する必要がある。

しかしながら、ＬＥＤ光源としてピーク波長３６５ｎｍを狙って製造された複数のＬＥＤ素子を用いたとしても、ＬＥＤ素子の製造上のばらつきにより、ＬＥＤ光源から放射される光のピーク波長には±５ｎｍ程度のばらつきが生じ得る。その際、ピーク波長が３６５ｎｍに対して短波長側にシフトすると、３４０ｎｍ付近の光の放射量が増加することから、即時黒化反応を引き起こしやすくなる。例えば強皮症については、対症療法として繰り返し長波長紫外線が照射されることが想定されるため、即時黒化が繰り返され、長期間の色素沈着が起こる可能性が高い。この色素沈着により、表皮での光の吸収が増して標的とする真皮への光の深達性が低下するため、治療効率が低下する。
即時黒化を抑制しつつ、優れた皮膚治療効果を得ることができる光線治療装置とするためには、光線治療装置から照射される治療光は、即時黒化のリスクが高くなる波長がカットされた光である必要がある。
そこで、本発明は、即時黒化を抑制しつつ、優れた皮膚治療効果を得ることができる光線治療装置とするための光線治療装置用フィルタを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る光線治療装置用フィルタの一態様は、波長３６５±５ｎｍの範囲にピーク波長を有し、波長３５０ｎｍ以下の光を含む光を放射する複数のＬＥＤ素子を光源とし、患部に治療光を照射する光線治療装置に使用される光線治療装置用フィルタであって、前記複数のＬＥＤ素子の放射光を入射し、当該放射光のうち波長３５０ｎｍ以下の光を実質的に遮断し、透過光を前記治療光として出射する。

このように、複数のＬＥＤ素子の放射光のうち、波長３５０ｎｍ以下の光を実質的に遮断するので、ＬＥＤ素子のピーク波長が波長３６５±５ｎｍの範囲でばらつきの下限となった場合であっても、即時黒化作用を引き起こす波長３４０ｎｍ付近の光を治療光から実質的に取り除くことができ、即時黒化作用を低減することができる。その結果、即時黒化が繰り返されることによる色素沈着を抑制し、標的とする真皮への光の深達性を維持させることができる。したがって、この光線治療装置用フィルタを搭載することで、即時黒化を抑制しつつ、強皮症に対する優れた皮膚治療効果を得ることができる光線治療装置とすることができる。

また、上記の光線治療装置用フィルタは、前記複数のＬＥＤ素子の放射光のうち、波長３５５ｎｍ以下の光を実質的に遮断してもよい。
このように、複数のＬＥＤ素子の放射光のうち、波長３５５ｎｍ以下の光を、治療光から実質的に取り除くことで、副作用（即時黒化）よりも治療効果が高くなるようにすることができる。

さらに、上記の光線治療装置用フィルタは、色ガラスフィルタにより構成されていてもよい。
この場合、例えば光線治療装置用フィルタが誘電体多層膜フィルタである場合と比較して、光の利用効率を向上させることができる。また、誘電体多層膜フィルタは入射角度依存性を有することから、光の利用効率を向上させるためには、コリメートレンズを用いてＬＥＤからの光の角度特性を改善したうえで誘電体多層膜フィルタを用いる必要があり、フィルタ構成が複雑化し、大型化する。光線治療装置用フィルタを色ガラスフィルタにより構成することで、フィルタ構成が単純化し、小型化を図ることができる。

また、上記の光線治療装置用フィルタは、透過率が５％となる第一の波長と透過率が７２％となる第二の波長との中点の波長が３５０ｎｍ以上３６５ｎｍ以下であり、前記第一の波長と前記第二の波長との間隔が３０ｎｍ以下となるフィルタ特性を有していてもよい。この場合、即時黒化のリスクが高くなる波長（不要波長）をカットしつつ、治療効果が高くなる波長（有効波長）を透過するようにすることができる。
さらにまた、上記の光線治療装置用フィルタは、前記第一の波長が３４０ｎｍ以下となるフィルタ特性を有していてもよい。この場合、上記有効波長を適切に透過させることができる。
また、上記の光線治療装置用フィルタは、前記第二の波長から波長８００ｎｍまでの波長域における透過率の平均値が８０％以上となるフィルタ特性を有していてもよい。この場合、上記有効波長を効率良く取り出すことができる。

本発明によれば、即時黒化を抑制しつつ、優れた皮膚治療効果を得ることができる光線治療装置とすることができる。

本実施形態の光線治療装置の一例を示す全体構成図である。 光源部の具体的構成を示す図である。 即時黒化の仕組みを示す図である。 繰り返し照射による色素沈着を示す図である。 光源、フィルタ特性および即時黒化の作用スペクトルを示す図である。 フィルタの透過特性について説明する図である。 フィルタ透過後のスペクトルを示す図である。 実験１の結果を示す図である。 実験２の結果を示す図である。 色素沈着が起こった場合の作用を表す図である。 光源部の別の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における光線治療装置１０の一例を示す全体構成図である。
この光線治療装置１０は、患部に、ＵＶＡ１領域にスペクトルを有する治療光を照射するＵＶＡ１療法を行う、皮膚疾患用の治療装置である。
ＵＶＡ１療法は、３４０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線を利用する治療法で、ＵＶ−Ｂ領域の紫外線を利用する治療法に比べ、皮膚の深部まで届くことが特徴である。そのため、真皮に病因を有する疾患に有効であり、アトピーや痒疹、強皮症に対して効果が高いことが知られている。

本実施形態では、光線治療装置１０が、強皮症を治療するための治療装置である場合について説明する。
光線治療装置１０は、光源部２０と、光源部２０を制御する制御部３０と、を備える。光源部２０および制御部３０は、支持体１１によって支持されている。
支持体１１は、床面上において車輪１８を介して支持される架台１２と、架台１２の中央部において上方に伸びる支柱１３と、支柱１３の上端部において当該支柱１３に対して光源部２０を揺動自在に支持する作動アーム１４と、を備える。支持体１１において、光源部２０は、作動アーム１４の先端部に取り付けられている。また、制御部３０は、固定部材（図示省略）によって支柱１３の中央部に取り付けられている。

光源部２０は、例えば直方体状の筐体２７と、筐体２７の端面に設けられた窓部材２８と、を備え、窓部材２８から治療光を放射する。この窓部材２８は、患者の疾患部位に治療光を照射するための光照射窓である。光源部２０には、当該光源部２０を手動によって揺動させるための手動レバー１９が設けられていてもよい。
制御部３０は、例えば直方体状の筐体３７と、筐体３７の側面に設けられたグラフィック操作パネル３９と、を備える。グラフィック操作パネル３９は、光線治療装置１０の操作者（例えば、医者）が操作することができる。

図２は、光源部２０の具体的構成を示す図である。
この図２に示すように、光源部２０は、筐体２７の内部に形成された収容部２７ａに配置された光源ユニット２１を備える。光源ユニット２１は、収容部２７ａにおいて支持部材（図示省略）によって支持されて、光照射窓２８に対向するように配置されている。ここで、光照射窓２８は、収容部２７ａの開口２９を閉塞するように配置されている。

光源ユニット２１は、光源として複数のＬＥＤ素子２４を備える。複数のＬＥＤ素子２４は、例えば矩形筒状の枠体２５の内部において、例えば矩形平板状の基板２３上に配置されている。例えば、複数のＬＥＤ素子２４は、基板２３上に、所定の間隔で縦横に並んだ格子状に配置することができる。例えば、ＬＥＤ素子２４を６４個用いる場合、ＬＥＤ素子２４は縦横８×８で格子状に配置することができる。なお、ＬＥＤ素子２４の個数や配置は上記に限定されない。
基板２３と光照射窓２８との間隔は、例えば４０ｍｍとすることができる。
また、光源部２０は、収容部２７ａにおいて、光源ユニット２１の光照射窓２８とは反対側に、光源ユニット２１を冷却するためのヒートシンク２２ａおよび軸流ファン２２ｂを備えていてもよい。

さらに、光源部２０は、光照射窓２８の外側には、収容部２７ａの開口２９を閉塞するように照射アタッチメント２５を備えていてもよい。照射アタッチメント２５を設けることで、光照射窓２８に直接患部が触れることを防ぐことができる。例えば、照射アタッチメント２５の厚みを１０ｍｍとし、照射アタッチメント２５から収容部２７ａ内部に５ｍｍの位置に光照射部２８を配置することができる。
さらに、光源部２０は、収容部２７ａの内面に、ＬＥＤ素子２４から放射される光を反射する反射部材２７ｂを備えていてもよい。なお、収容部２７ａの内面に鏡面加工等を施すことで、収容部２７ａの内面に反射特性を付与するようにしてもよい。

複数のＬＥＤ素子２４は、それぞれ波長３６５±５ｎｍの範囲（以下、「特定波長範囲」ともいう。）にピーク波長を有し、波長３５０ｎｍ以下の光を含む紫外線を放射する。具体的には、複数のＬＥＤ素子２４は、特定波長範囲にピーク波長を有し、波長３４０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の紫外線（ＵＶＡ１）を放射する。また、複数のＬＥＤ素子２４の光スペクトルの半値幅（半値全幅）は、５ｎｍ〜２０ｎｍとすることができる。

ピーク波長３６５ｎｍの紫外線は、強皮症の治療光として最も有効な光である。上記の特定波長範囲は、ピーク波長３６５ｎｍを狙って製造されたＬＥＤ素子のピーク波長のばらつきを考慮した波長範囲である。
ＬＥＤ素子のピーク波長は、例えば放電ランプにおける輝線スペクトルとは異なり、製造上のばらつき（バンドギャップなどのばらつき）により、±５ｎｍ程度のばらつきが起こり得る。特定波長範囲を波長３６５±５ｎｍとしているのは、光源としてピーク波長３６５ｎｍを狙って製造された複数のＬＥＤ素子を用いた場合の各ＬＥＤ素子のピーク波長が、波長３６５±５ｎｍの範囲でばらつき得ることを見越したものである。
ＬＥＤ素子２４としては、例えばＡｌＩｎＧａＮ系半導体よりなる表面実装型ＬＥＤ素子を用いることができる。

光源ユニット２１には、当該光源ユニット２１が備える複数のＬＥＤ素子２４に電力を供給するためのケーブル（図示省略）が電気的に接続されている。このケーブルにより、光源部２０（光源ユニット２１）と制御部３０とが電気的に接続される。
また、収容部２７ａにおいて、複数のＬＥＤ素子２４と光照射窓２８との間には、フィルタ２６が配置される。フィルタ２６は、複数のＬＥＤ素子２４の放射光のうち、波長３５０ｎｍ以下、好ましくは波長３５５ｎｍ以下の光を実質的にカットする（遮断する）。このフィルタ２６は、光線治療装置１０（光源部２０）に対して装着される光線治療装置用フィルタである。フィルタ２６は、光線治療装置１０（光源部２０）に対して着脱可能に構成されていてもよい。なお、複数のＬＥＤ素子２４は、ＵＶＡ１の波長範囲（３４０ｎｍ〜４００ｎｍ）の光を放射するため、フィルタ２６は、波長３４０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下、好ましくは波長３４０ｎｍ以上３５５ｎｍ以下の光を実質的にカットするものであってもよい。

上述したように、強皮症の治療には、波長３６５ｎｍにピーク波長を有する紫外線照射が最も有効である。つまり、強皮症治療の作用スペクトルは、波長３６５ｎｍがピークであり、波長３６５ｎｍから離れるにつれて治療効果は低くなる。一方で、波長３２０ｎｍ〜４００ｎｍの長波長紫外線は、照射直後に皮膚を黒化させる即時黒化作用を有することが知られている。
ここで、即時黒化の仕組みについて説明する。
図３（ａ）に示すように、人の皮膚１００の構造は、表面に一番近い層が表皮１１０、その下が真皮１２０となっており、表皮１１０に含まれる基底層１１１中のメラノサイト（色素細胞）がメラニン１１２を生成する働きをする。紫外線が照射されると、図３（ｂ）に示すように、すでに産生されているメラニン１１２が光酸化され黒化する。その後、一定時間（数時間あるいは数日）が経過すると、図３（ｃ）に示すように、光酸化により黒化したメラニンは還元され、元に戻る。これが即時黒化の仕組みである。
また、紫外線照射が繰り返し行われ、即時黒化が繰り返されると、図４に示すようにメラニン１１２の黒化が蓄積し、色素沈着が起こる。
即時黒化作用の作用スペクトルは、図５の曲線Ｓに示すように波長３４０ｎｍがピークであり、波長３４０ｎｍ付近の紫外線照射が最も即時黒化を引き起こしやすい。

本実施形態では、光線治療装置１０の光源としてＬＥＤ素子２４を使用している。ＬＥＤ素子２４の放射光の光スペクトルは、図５の曲線ａ〜ｃに示すようにブロード状であり、波長３４０ｎｍ付近の紫外光を含む。つまり、即時黒化のリスクを伴う。なお、図５において、曲線ａは、ピーク波長３６５ｎｍのＬＥＤ素子の光スペクトル、曲線ｂは、ピーク波長３７０ｎｍ（波長３６５＋５ｎｍ）のＬＥＤ素子の光スペクトル、曲線ｃは、ピーク波長３６０ｎｍ（波長３６５−５ｎｍ）のＬＥＤ素子の光スペクトルである。
また、上述したように、ＬＥＤ素子２４のピーク波長には±５ｎｍ程度のばらつきがあり、ＬＥＤ素子２４のピーク波長が上記ばらつきの下限（曲線ｃ）である場合には、即時黒化作用の作用スペクトルのピークである波長３４０ｎｍに近づくため、即時黒化のリスクが高くなる。

即時黒化のリスクを軽減しつつ、強皮症に対する治療効果を得るためには、複数のＬＥＤ素子２４の放射光のうち、治療効果のピークである波長３６５ｎｍ付近の光の遮断を抑制しつつ、即時黒化のリスクのピークである波長３４０ｎｍ付近の光を遮断する必要がある。
本実施形態では、治療効果と即時黒化のリスクとのバランスを考慮し、フィルタ２６を用いて、複数のＬＥＤ素子２４の放射光のうち、波長３５０ｎｍ以下の光を実質的にカットするようにする。つまり、治療効果よりも即時黒化のリスクの方が大きくなる波長領域の光をカットするようにする。また、複数のＬＥＤ素子２４の放射光のうち、波長３５５ｎｍ以下の光を実質的にカットすることで、即時黒化のリスクよりも確実に治療効果が高くなるようにすることができる。

フィルタ２６は、色ガラスフィルタとすることができる。この場合、フィルタ２６の材料としては、珪酸塩ガラス、リン酸塩ガラスなどを用いることができる。
図６は、色ガラスフィルタの透過特性を示す各パラメータを説明する図である。
本実施形態におけるフィルタ２６は、透過限界波長（λＴ）が３５０ｎｍ以上３６５ｎｍ以下で、波長傾斜幅（Δλ）が３０ｎｍ以下となるフィルタ特性を有することができる。また、フィルタ２６は、高透過域の透過率（ＴＨ）が８０％以上となるフィルタ特性を有することができる。さらに、フィルタ２６は、吸収限界波長（λ５）が３４０ｎｍ以下となるフィルタ特性を有することができる。

ここで、透過限界波長（λＴ）は、図６に示すように、透過率が５％となる第一の波長（吸収限界波長（λ５））と、透過率が７２％となる第二の波長（高透過限界波長（λ７２））との中点の波長である。また、波長傾斜幅（Δλ）は、第一の波長（吸収限界波長（λ５））と第二の波長（高透過限界波長（λ７２））との間隔である。さらに、高透過域の透過率（ＴＨ）は、高透過域（高透過限界波長（λ７２）から８００ｎｍまでの波長域）における透過率の平均値である。

透過限界波長（λＴ）が短いと、即時黒化のリスクが高くなる波長（不要波長）をカットできず、透過限界波長（λＴ）が長いと、治療効果が高くなる波長（有効波長）をカットしてしまう。このため、λＴは、３５０ｎｍ以上３６５ｎｍ以下とすることが好ましい。また、波長傾斜幅（Δλ）が長すぎると、有効波長と不要波長との分離ができないため、Δλは、３０ｎｍ以下であることが好ましい。さらに、高透過域の透過率（ＴＨ）が低すぎると有効波長を効率良く取り出せないため、ＴＨは、８０％以上であることが好ましい。また、吸収限界波長（λ５）が長いと、有効波長をカットしてしまうため、λ５は、３４０ｎｍ以下とすることが好ましい。

このように、光源部２０は、波長３６５±５ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を放射する複数のＬＥＤ素子２４を有し、フィルタ２６は、複数のＬＥＤ素子２４からの放射光を入射し、当該放射光のうち、波長３５０ｎｍ以下、好ましくは波長３５５ｎｍ以下の光を実質的にカットし、透過光を治療光として出射する。そして、フィルタ２６の透過光である治療光は、光照射窓２８から放出される。
ここで、光照射窓２８としては、上記治療光に対する光透過性を有すると共に、高い機械的強度を有するものを用いることが好ましい。光照射窓２８の材質の具体例としては、例えば石英ガラスなどが挙げられる。光照射窓２８の材質を石英ガラスとすることで、高い機械的強度を備えることができ、衝撃による破損等を防ぐことができる。また、光照射窓２８に汚れが付着した際に、アルコール等で容易に清掃することが可能である。

制御部３０は、筐体３７の内部に、ＬＥＤ駆動用電源ユニットやＰＬＣ（programmable logic controller）などの制御ユニットが配設され、光源部２０が備える複数のＬＥＤ素子２４を駆動制御し、光源部２０が放射する光の放射照度や放射時間などを制御することができる。

光照射窓２８の直下での放射照度は、３３ｍＷ／ｃｍ²以上１５０ｍＷ／ｃｍ²以下とすることが好ましい。光照射窓２８の直下は、光照射窓２８から例えば３ｃｍ未満の範囲をいう。
ここで、放射照度３３ｍＷ／ｃｍ²は、３０分間の治療時間（照射時間）で強皮症の治療に必要とされる６０Ｊ／ｃｍ²の紫外線照射量（積算照射量）を得るために必要な放射照度である。一般に、皮膚疾患の治療器では、３０分以内で治療を終えられることが要求されている。一方で、放射照度を上げすぎると、治療中に患者が熱や痛みを感じるおそれがある。放射照度１５０ｍＷ／ｃｍ²は、治療中に患者が感じる熱感や熱感による痛みを抑制可能な放射照度である。

なお、制御部３０は、複数のＬＥＤ素子２４を個別に駆動制御可能であってもよい。この場合、制御部３０は、患部の大きさおよび患部の形状に応じて、複数のＬＥＤ素子２４の一部を選択的に点灯することができる。

光線治療装置１０を使用する際には、操作者が手動レバー１９を握り、光源部２０を、光照射窓２８が患者の疾患部位と対向する位置に配置する。光線治療装置１０は、放射照度の安定的な確保の観点から、疾患部位と光源部２０（光照射窓２８）とが接触した状態、もしくは近接した状態（例えば３ｃｍ程度離間した状態）で使用されることが好ましい。そして、操作者が、制御部３０のグラフィック操作パネル３９を操作することで、光源部２０においては、制御部３０から電力が供給されたＬＥＤ素子２４が点灯され、患者の疾患部位に対して、治療光が照射（面照射）される。

本実施形態における光線治療装置１０においては、光源部２０から放射される治療光が、上記特定波長範囲にピーク波長を有する光となる。そのため、当該治療光を患部に照射することにより、強皮症の皮膚硬化の原因となっているコラーゲンを分解、断片化する酵素であるコラーゲナーゼ（ＭＭＰ１）を、有意差をもって発現させることができる。したがって、強皮症に対する優れた治療効果が得られる。
また、本実施形態における光線治療装置１０においては、光源部２０から放射される治療光が、波長３５０ｎｍ以下の光が実質的にカットされた光となる。そのため、当該治療光を患部に照射した場合であっても、即時黒化を抑制することができる。以下、この点について、実験例をもとに説明する。

（実験例１）
先ず、３５ｍｍディッシュ等の容器に、Normal Human Epidermal Melanocytes-Neonatal（ＨＥＭｎ、ヒトメラニン形成細胞／新生児）１×１０⁵cellsを播種し、恒湿培養器を用いて、温度３７℃、培養器内雰囲気における二酸化炭素（ＣＯ₂）濃度５％の条件で２４時間かけて培養した。その後、培養液を除去し、生理食塩水（Phosphate buffered saline：ＰＢＳ）を１ｍｌ加えた。
そして、波長３６５±５ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を照射するＬＥＤ照射器を用い、照射量（積算照射量）が１５Ｊ／ｃｍ²となるように、下記の表１に示す照射条件をもとに光照射を行った。
光照射は、次の４群を用いて実施した。（１）非照射（control）、（２）フィルタ無し、（３）Ａフィルタ搭載、（４）Ｂフィルタ搭載である。

ここで、Ａフィルタは、実施例としてのフィルタであり、Ｂフィルタは、比較例としてのフィルタである。
ＡフィルタおよびＢフィルタのフィルタ特性を、図５の曲線ＡおよびＢで示す。また、ＡフィルタおよびＢフィルタの各特性値を表２に示す。Ａフィルタは、入射光のうち波長３４０ｎｍ付近の光を実質的にカットするが、Ｂフィルタは、入射光のうち波長３４０ｎｍ付近の光をある程度（３５％前後）透過させる特性を有する。

ＬＥＤ照射器から放射される波長３６５±５ｎｍの範囲にピーク波長を有する光は、Ａフィルタを透過した後、波長３５０ｎｍ以下の光が実質的にカットされた光となる。以下、この点について説明する。
中心波長のばらつきの下限（中心波長：３６０ｎｍ）のＬＥＤ素子について、ＡフィルタおよびＢフィルタをそれぞれ透過した後のスペクトルを図７に示す。図７において、実線ｃは、中心波長３６０ｎｍのＬＥＤ素子のスペクトル、一点鎖線Ａは、Ａフィルタの分光透過率、二点鎖線Ｂは、Ｂフィルタの分光透過率、破線ｃａは、Ａフィルタ透過後のＬＥＤ素子のスペクトル、点線ｃｂは、Ｂフィルタ透過後のＬＥＤ素子のスペクトルである。なお、各スペクトルは、ピーク値を１として規格化している。
ＬＥＤ素子のピークの強度を１とした場合の波長３５０ｎｍの光の強度比、Ａフィルタ透過後のＬＥＤ素子のピークの強度を１とした場合の波長３５０ｎｍの光の強度比、Ｂフィルタ透過後のＬＥＤ素子のピークの強度を１とした場合の波長３５０ｎｍの光の強度比を表３に示す。

ＬＥＤ素子のピーク波長に対する波長３５０ｎｍの光の強度比が１０％であるのに対し、Ａフィルタ透過後の光のピーク波長に対する波長３５０ｎｍの光の強度比は３％であり、Ａフィルタによって波長３５０ｎｍの光が実質的にカットされている。一方で、Ｂフィルタ透過後の光のピーク波長に対する波長３５０ｎｍの光の強度比は８％であり、Ｂフィルタ透過後の光には波長３５０ｎｍの光が含まれている。
このように、ＬＥＤ照射器にＡフィルタを搭載し、波長３５０ｎｍ以下の光を実質的にカットした光照射と、ＬＥＤ照射器にＢフィルタを搭載し、波長３５０ｎｍ以下の光をカットしない光照射とを行った。

次いで、各々、ＰＢＳを吸引除去して培養液を加え、恒湿培養器を用いて、温度３７℃、培養器内雰囲気におけるＣＯ₂濃度５％の条件で８日間かけて培養した。
その後、細胞を回収し、プレートリーダー（SpectraMax 340/Molecular Devices）にて４０５ｎｍの吸光度を測定した。つまり、即時黒化反応について観察した。その結果を図８に示す。

図８においては、各測定結果を、非照射（control）のときの測定結果を１としたときの相対値で示している。この図８に示すように、光照射を行うことで、吸光度が高くなる、すなわち、メラニンの黒化が促進されることがわかる。また、当該黒化は、フィルタ無しの場合に最も促進され、フィルタを搭載することで黒化が抑制されることが確認できた。そして、Ａフィルタを搭載した場合には、Ｂフィルタを搭載した場合と比較して、黒化が抑制されることも確認できた。

（実験２）
先ず、３５ｍｍディッシュ等の容器に、Normal Human Epidermal Melanocytes-Neonatal（ＨＥＭｎ、ヒトメラニン形成細胞／新生児）１×１０³cellsを播種し、恒湿培養器を用いて、温度３７℃、培養器内雰囲気における二酸化炭素（ＣＯ₂）濃度５％の条件で２４時間かけて培養した。その後、培養液を除去し、生理食塩水（Phosphate buffered saline：ＰＢＳ）を１ｍｌ加えた。
そして、波長３６５±５ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を照射するＬＥＤ照射器を用い、照射量（積算照射量）が１５Ｊ／ｃｍ²となるように、上記の表１に示す照射条件をもとに光照射を行った。
光照射は、次の４群を用いて実施した。（１）非照射（control）、（２）フィルタなし、（３）Ａフィルタ搭載、（４）Ｂフィルタ搭載である。ここで、ＡフィルタおよびＢフィルタのフィルタ特性は、実験例１と同様である。

次いで、各々、ＰＢＳを吸引除去して培養液を加え、恒湿培養器を用いて、温度３７℃、培養器内雰囲気におけるＣＯ₂濃度５％の条件で２４時間かけて培養した。
その後、細胞を回収し、リアルタイムＰＣＲにてチロシナーゼのｍＲＮＡの発現を測定した。つまり、遅延黒化反応について観察した。その結果を図９に示す。

図９においては、各測定結果を、非照射（control）のときの測定結果を１としたときの相対値で示している。この図９に示すように、光照射を行うことで、チロシナーゼのｍＲＮＡの発現が促進されていることがわかる。そして、Ａフィルタを搭載した場合には、フィルタ無しの場合と比較して、チロシナーゼのｍＲＮＡの発現が抑制されることも確認できた。

以上の実験により、表２に示すフィルタ特性を有するＡフィルタを搭載することで、波長３６５±５ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を照射した場合の光照射による即時黒化反応を効果的に抑制できることが確認できた。つまり、当該Ａフィルタを用いて、ＬＥＤ照射器からの放射光のうち波長３４０ｎｍ付近の光を実質的に遮断することで、光照射による副作用（即時黒化）を抑制しつつ、良好な治療効果が得られることが確認できた。

以上説明したように、本実施形態における光線治療装置１０の光源部２０は、波長３６５±５ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を放射する複数のＬＥＤ素子２４と、複数のＬＥＤ素子４の放射光が入射されて治療光を放出する光照射窓２８と、を備える。この光線治療装置１０の光源部２０には、フィルタ（光線治療装置用フィルタ）２６が装着される。フィルタ２６は、複数のＬＥＤ素子２４と光照射窓２８との間に配置され、複数のＬＥＤ素子２４の放射光のうち、波長３５０ｎｍ以下、の光を実質的に遮断する。
このように、複数のＬＥＤ素子２４を光源として使用した光線治療装置１０において、ピーク波長が±５ｎｍ程度ばらつくことを見越し、副作用（即時黒化）を軽減するために、短波長カットフィルタであるフィルタ２６を搭載する。

これにより、光源部２０から照射される治療光は、波長３６５±５ｎｍの特定波長範囲にピーク波長を有し、波長３５０ｎｍ以下の光が実質的に遮断された光となる。つまり、強皮症に対して優れた治療効果が得られる３６５ｎｍ付近の光を含み、即時黒化作用を引き起こす波長３４０ｎｍ付近の光を実質的に含まない光を治療光として照射することができる。したがって、即時黒化を抑制しつつ、強皮症に対する優れた皮膚治療効果を得ることができる。
強皮症については、繰り返し治療が行われることが想定される。治療のたびに即時黒化が繰り返されて長期間の色素沈着が起こると、表皮での光の吸収が増して標的とする真皮への光の深達性が低下するため、治療効率が低下してしまう。

色素沈着が無い場合、図１０（ａ）に示すように、表皮１１０での光の吸収は少ない。そのため、皮膚１００に照射された光（治療光）ＵＶは、標的細胞のある真皮１２０まで到達可能である。一方、図１０（ｂ）に示すように色素沈着が起きていると、黒化したメラニン１１２により光が吸収され、治療光ＵＶが真皮１２０まで十分に届かない。そのため、色素沈着が無い場合と比較して治療効果が低下してしまう。
本実施形態では、上述したように即時黒化を抑制することができるため、色素沈着を抑制し、真皮への光の深達性を維持させて治療効率を維持させることができる。
また、複数のＬＥＤ素子２４のピーク波長にばらつきが生じている場合であっても、これらのＬＥＤ素子をそのまま光源として使用することができる。つまり、複数のＬＥＤ素子２４のピーク波長を揃えるために、ＬＥＤ素子の選別等をする必要がない。

さらに、フィルタ２６として色ガラスフィルタを用いることで、例えばフィルタ２６として誘電体多層膜フィルタを用いた場合と比較して、光の利用効率を向上させることができる。また、誘電体多層膜フィルタは入射角度依存性を有することから、光の利用効率を向上させるためには、コリメートレンズを用いてＬＥＤからの光の角度特性を改善したうえで誘電体多層膜フィルタを用いる必要があり、装置が複雑化し、大型化する。これに対して、フィルタ２６として色ガラスフィルタを用いることで、装置構成を単純化することができ、装置の小型化を図ることができる。
なお、本実施形態において、フィルタ２６は、複数のＬＥＤ素子２４の放射光のうち、波長３５０ｎｍ以下、好ましくは波長３５５ｎｍの光を実質的に遮断することができるフィルタであればよく、例えば誘電体多層膜フィルタであってもよい。ただし、上記の光の利用効率等の観点より、色ガラスフィルタを用いることが好ましい。

また、光線治療装置１０において、光照射窓２８の直下での治療光の照度は、３３ｍＷ／ｃｍ²以上１５０ｍＷ／ｃｍ²以下とすることができる。このように、光照射窓の直下での治療光の照度を３３ｍＷ／ｃｍ²以上とすることで、治療時間を短縮することができる。また、光照射窓の直下での治療光の照度を１５０ｍＷ／ｃｍ²以下とすることで、治療中に患者が感じる熱感や熱感による痛みなどを抑制することができる。

（変形例）
本実施形態においては、フィルタ２６は、複数のＬＥＤ素子２４と光照射窓２８との間に配置されている場合について説明した。しかしながら、フィルタ２６が光照射窓２８の役割を兼ねていてもよい。つまり、図１１に示すように、図２に示す光照射窓２８の位置に、光照射窓としてのフィルタ２６が配置されていてもよい。この場合、光照射窓（石英窓）を配置する必要がないため、その分のコストを削減することができる。
また、本実施形態においては、光線治療装置１０は、光源部２０と制御部３０とを備えたものであればよい。つまり、光源部２０の構成および制御部３０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されるものではなく、また、光源部２０および制御部３０以外の構成部としては種々のものを用いることができる。例えば、光線治療装置１０は、治療に際して、片手で取っ手などを握り、光源部２０を移動して所期の位置に配置するハンディタイプの治療器であってもよい。

１０…光線治療装置、２０…光源部、２１…光源ユニット、２４…ＬＥＤ素子、２６…フィルタ（光線治療装置用フィルタ）、２８…窓部材（光照射窓）、３０…制御部

Claims (6)

1. 波長３６５±５ｎｍの範囲にピーク波長を有し、波長３５０ｎｍ以下の光を含む光を放射する複数のＬＥＤ素子を光源とし、患部に治療光を照射する光線治療装置に使用される光線治療装置用フィルタであって、
   前記複数のＬＥＤ素子の放射光を入射し、当該放射光のうち波長３５０ｎｍ以下の光を実質的に遮断し、透過光を前記治療光として出射することを特徴とする光線治療装置用フィルタ。
2. 前記複数のＬＥＤ素子の放射光のうち、波長３５５ｎｍ以下の光を実質的に遮断することを特徴とする請求項１に記載の光線治療装置用フィルタ。
3. 色ガラスフィルタにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光線治療装置用フィルタ。
4. 透過率が５％となる第一の波長と透過率が７２％となる第二の波長との中点の波長が３５０ｎｍ以上３６５ｎｍ以下であり、前記第一の波長と前記第二の波長との間隔が３０ｎｍ以下となるフィルタ特性を有することを特徴とする請求項３に記載の光線治療装置用フィルタ。
5. 前記第一の波長が３４０ｎｍ以下となるフィルタ特性を有することを特徴とする請求項４に記載の光線治療装置用フィルタ。
6. 前記第二の波長から波長８００ｎｍまでの波長域における透過率の平均値が８０％以上となるフィルタ特性を有することを特徴とする請求項４または５に記載の光線治療装置用フィルタ。

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