JP2020099374A - 光照射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】安全に光を患部に照射できる光照射装置を提供する。【解決手段】光照射装置10は、筐体12、紫外線光源14、可視光線光源16および制御部18を備える。紫外線光源14はUVA(紫外線A波)の波長の光を発光する第1紫外線光源26とUVB(紫外線B波)の波長の光を発光する第2紫外線光源28を備える。制御部18は紫外線光源14と可視光線光源16に対して同時に電力を供給する。紫外線光源14と可視光線光源16が同時に発光することで、人が紫外線光源14の発光を認識できる。【選択図】図1

Description

本発明は、患部に光を照射する光照射装置に関するものである。
近年、患部に光を照射して治療する装置が開発されている。たとえば、下記特許文献1に中心波長310nm付近の光を鼻孔内に照射して鼻炎を治療する装置が開示されている。特許文献1の装置は円筒状の挿入部100の先端にLED102が備えられている(図9)。挿入部100に開口104が形成されていて、光検出部106が開口104を通して光(照明の光等)を受光するようになっている。光検出部106で検出される光の強度が基準以下であればLED102が発光される。ここで光の強度は鼻孔内での光の強度であり、挿入部100が鼻孔の中に入るとLED102が発光される。
しかし、挿入部100が鼻孔内に入っていなくても、挿入部100の向きによっては、光検出部106に光が届かない。たとえば、開口104が下方を向くように挿入部100を配置した場合、光検出部106に光が届かない。このような場合に、LED102が発光される。知らない間に皮膚や目にLED102で発せられた紫外線が過剰に照射され、それらにダメージを生じさせてしまうおそれがある。
特許第6195268号公報
本発明の目的は、安全に光を患部に照射できる光照射装置を提供することにある。
本発明の光照射装置は、手で持たれる把持部および鼻孔内に挿入される挿入部を有する筐体と、前記筐体の中に収納され、紫外線を発する紫外線光源と、前記筐体の中に収納され、前記紫外線光源の発光時に可視光線を発する可視光線光源と、前記紫外線および可視光線を筐体の中から外に出射するために前記挿入部に形成された開口と、前記紫外線光源と可視光線光源への電力供給を制御する制御部とを備える。
前記筐体の外を撮影する撮像部を備える。前記可視光線光源が発した可視光線の反射光を撮像部が受光する。
前記撮像部で撮影されたデータを画像処理する画像処理部を備える。前記画像処理部が画像処理するときに、前記可視光線光源が発光し、紫外線光源が消灯する。
前記撮像部で撮影されたデータを表示する表示部を備える。前記紫外線光源の焦点距離が一定であり、筐体を移動させることで紫外線光源の照射位置を決定する。
前記制御部が前記筐体の外に備えられたコンピュータである。
前記紫外線光源が発する紫外線を分割する手段と、前記分割された紫外線を受光する受光素子とを備える。
前記筐体の内面が光反射面になっている。前記筐体の外面が撥水面になっている。前記紫外線光源および可視光線光源を冷却する冷却部材が筐体内に備えられている。前記挿入部の先端に前記開口を開閉するシャッターを設けられている。
本発明によると、紫外線光源と可視光線光源を備え、両方の光源が同時に発光することで、紫外線が発光していることを認識できる。紫外線を患部以外の部分に照射しているときに注意を促すことができる。知らない間に患部以外の部分に紫外線を照射してダメージを与えることを防止できる。
可視光線光源が発した光の反射光を撮像部が受光でき、鼻孔内を撮影することができる。撮影された画像データを表示部に表示させることで、素早く患部に紫外線を照射できる。紫外線を分割して、一部を受光することで、紫外線光源の状態がわかり、所定強度以上の紫外線を照射することを防止できる。筐体の内面を光反射面にしておくことで、筐体の劣化を防止できる。筐体の外面が撥水面になっていることで、筐体を簡単に清掃できる。冷却部材が各光源を冷却するため、鼻孔が火傷されることを防止できる。
本願の光照射装置の外観を示す図である。 本願の光照射装置の構成を示すブロック図である。 挿入部付近の図であり、(a)は挿入部付近の構成を示す図であり、(b)は基板に実装された各光源を示す図である。 撮像素子を用いた光照射装置の構成を示すブロック図である。 挿入部の先端にシャッターを設けた図であり、(a)はシャッターが閉じた図であり、(b)はシャッターが開いた図である。 紫外線の光軸上にハーフミラーを配置した図である。 スマートフォンを制御部として使用した光照射装置の外観を示す図である。 1つの筐体に全ての部品を収納した光照射装置の外観を示す図である。 従来の光照射装置の光供給手段を示す図である。
本発明の光照射装置について図面を使用して説明する。複数の実施形態を説明するが、同一の構成は同一の符号を付して重複説明を省略する場合がある。
[実施形態1]
図1および図2に示す本願の光照射装置10は、鼻炎を治療するための装置である。光照射装置10は筐体12、紫外線光源14、可視光線光源16および制御部18を備える。
紫外線光源14および可視光線光源16は筐体12の中に収納されている(図3)。筐体12は手で把持される部分である把持部20および鼻孔内に入れられる部分である挿入部22を有する。把持部20は手で握れる形状であればどのような形状であってもよい。たとえば図1に示す把持部20は中心が膨らんだ円筒形状になっており、手で握りやすい形状になっている。挿入部22は把持部20よりも直径が小さくなった円筒形状である。鼻孔内を傷つけないように、挿入部22の先端は曲線状に面取りしておくことが好ましい。
紫外線光源14および可視光線光源16はそれぞれ発光ダイオードである。挿入部22の先端に開口24が形成されており、各光源14、16で発光された光は開口24を通して筐体12の外に出射される。
紫外線光源14はUVA(紫外線A波)の波長の光を発光する第1紫外線光源26とUVB(紫外線B波)の波長の光を発光する第2紫外線光源28を備える。具体的には、第1紫外線光源26で発光される紫外線は中心波長365nmの光であり、第2紫外線光源28で発光される紫外線は中心波長310nmの光である。従来技術で説明した装置に比べて本願はUVAの紫外線を追加している。各紫外線光源26、28の光強度は、患者または治療方法によって適宜変更できるようにしてもよい。なお、説明した紫外線は鼻炎治療に効果を有するとされている紫外線であるが、鼻炎治療が可能であれば、中心波長は異なっていてもよい。第1紫外線光源26または第2紫外線光源28のいずれかのみを使用したてもよく、さらに使用する紫外線の数によって紫外線光源14を構成する光源の数を変更してもよい。
図3(a)に示すように、第1紫外線光源26が発する光の中心軸L1と第2紫外線光源28が発する光の中心軸L2は所定位置Pで交わる。各紫外線光源26、28から所定位置Pまでの距離が一定になっている。この所定位置Pが鼻孔内の治療したい位置(患部)になるように、筐体12を持つ手を調整する。2本の紫外線が同一箇所に照射される。第1紫外線光源26と第2紫外線光源の光は所定位置Pにおいて所定のスポット径を有し、紫外線が所定範囲に照射されるようにしてもよい。
可視光線光源16は可視光領域の光を発光する。たとえば可視光線光源16は白色光を発光する。人の視覚は紫外線を認識できないため、紫外線光源14で発せられた紫外線を人は認識できない。紫外線光源14と可視光線光源16が同時に発光することで、開口24から光が出射されたときに、可視光線を認識することで紫外線光源14が発光されていることを認識できる。可視光線光源16が発光しているとき、不用意に鼻孔以外に照射しないように注意を促すことができる。
紫外線光源14および可視光線光源16はプリント基板30に実装されている。プリント基板30における光源14、16が実装されていない面に金属板または金属棒などの冷却部材32を取り付ける。冷却部材32は各光源14、16に対して絶縁しておく。各光源14、16が発熱しても、各光源14、16の熱が冷却部材32に伝わり、各光源14、16が冷却される。たとえば各光源14、16は3分の発光で25℃を超えないようにする。各光源14、16が安定して動作する。
開口24から筐体12の中にゴミが入らないように、ガラス板または樹脂板からなる透光性の板34が開口24にはめ込まれている。さらに、挿入部22の外側に光透過性のシートをかぶせて使用してもよい。患者ごとにシートを取り換えることで、良い衛生状態で装置を使用できる。
筐体12および透光性の板34の外面が撥水面になっていてもよい。筐体12および透光性の板34の外面が撥水性のコーティングを施されている。筐体12と透光性の板34の外面に汚れが付きにくく、筐体12および透光性の板34の外面の汚れはアルコールで簡単に除去できる。筐体12の外面が簡単に清掃でき、筐体12の外面が清潔にされやすい。
筐体12は樹脂で構成されている。光反射面が筐体12の内面36に形成されている。筐体12が紫外線を吸収して劣化するのを防止するためである。光反射面は鏡面であったり、白色面であったりする。筐体12の内面が鏡面加工されたり、白色塗料でコーティングされたりすることで、筐体12の内面が光反射面になる。なお、筐体12の内面36の中で光源14がある位置から開口32までの部分を光反射面にしてもよい。
紫外線が筐体12の内面36に照射されにくくするために、紫外線光源14の前に紫外線を集光するレンズが設けられても良い。紫外線が筐体12の内面36に照射されると散乱するが、レンズによって紫外線が筐体12の内面36に照射されにくくなり、紫外線が散乱されずに進行しやすくなる。紫外線が筐体12の内面36に照射されにくく、筐体12が劣化されにくくなる。紫外線の進行方向が決定されるため、紫外線が照射される場所を限定できる。治療したい位置に集中的に紫外線を照射できる。また反対に、透光性の板34が各光源14、16の光を散乱させ、広範囲に光が照射されるようにしてもよい。患部の面積が広い場合に1回の光照射で患部全体に光を照射できる。
可視光線を集光させないことが好ましい。そのために、可視光線光源16の前に光を散乱させるための散乱部材(プリズムなど)を配置してもよい。開口24から出射された可視光線が四方八方に散乱させられることで、紫外線の進行方向とは異なる方向から可視光線を認識できる。紫外線が網膜に照射されない位置から可視光線を認識でき、安全に紫外線光源14の発光を認識できる。
制御部18は各光源14、16の点灯と消灯を制御する電子回路である。制御部18は筐体12とは異なる箱状の筐体38に収納されている。各光源14、16と制御部18は電線40で接続されている。
制御部18を制御するためのスイッチ42が設けられている。スイッチ42が押されると、制御部18は光源14、16に電力供給する。電源44が制御部18に接続されており、制御部18は電源44の電力を所定電圧等に変換し、光源14、16に供給する機能を有する。電源44は商用電源であってもよいし、電池であってもよい。
制御部18は紫外線光源14と可視光線光源16に対して同時に電力を供給する。紫外線光源14と可視光線光源16が同時に発光させられるためである。制御部18の内または外ですべての光源14、16が直列接続されてもよい。すべての光源14、16に同時に電力が供給され、すべての光源14、16が同時に発光する。必ず可視光線光源16が発光するため、紫外線光源14が発光していることを認識しやすくなっている。いずれかの光源14、16が故障した場合、すべての光源14、16が発光しないため、不用意に開口24をのぞき込んでも紫外線が照射されない。
タイマー46が制御部18に接続されており、紫外線光源14に電力供給を開始してからの時間を計時する。制御部18は紫外線光源14に電力供給する時間を内蔵のメモリに記憶しておく。タイマー46で計時した時間がメモリに記憶された時間になったら、制御部18は紫外線光源14への電力供給を停止する。予めメモリに記憶しておいた時間までしか紫外線光源14は発光できない。鼻孔内に過剰に紫外線を照射させないようになっている。たとえば、紫外線光源14が3分以上発光しないようにする。上記スイッチ42でメモリに記憶された時間を変更できるようにしてもよい。
表示部48が制御部18に接続されている。表示部48は筐体38に取り付けられている。表示部48はタイマー46で計時している時間またはメモリに記憶した時間からタイマー46で計時した時間を引いた時間を表示する。表示部48の付近に紫外線光源14に電力供給されているときに発光するランプ50を備えてもよい。
本願の光照射装置10の使用方法は次のようになっている。(1)鼻孔内に挿入部22を挿入し、スイッチ42を押す。(2)制御部18が光源14、16に電力供給し、光源14、16が発光する。筐体12を動かし、鼻孔内の治療したい位置に紫外線を照射させる。(3)タイマー46が制御部18から光源14に電力が供給されてからの時間を計時する。(4)タイマー46で計時された時間がメモリに記憶された時間になれば、制御部18は光源14、16への電力供給を停止する。(5)挿入部22を鼻孔から抜き出すことで治療が終了する。
以上のように、本発明は紫外線光源14と可視光線光源16が同時に発光するため、鼻孔外に挿入部22があるときにスイッチ42を押してしまっても、紫外線が発光していることを認識できる。知らない間に鼻孔外に紫外線を照射することを注意でき、皮膚および網膜などの損傷を防止できる。
[実施形態2]
図4の光照射装置52は筐体12の中に撮像部54を備えている。撮像部54は小型のCCDまたはCMOSの受光モジュールである。撮像部54は紫外線光源14で発せられる紫外線の中心軸以外の位置に配置する。撮像部54は、開口32を介して筐体12の外部から内部に入る光を受光する。通常、挿入部22を鼻孔内に入れると光量が小さいため、撮像部54で鼻孔を撮影することが困難になる。本願は、可視光線光源16が発光した光を鼻孔内に照射し、その反射光を撮像部54で受光する。本願は可視光線光源16を備えることで、鼻孔を撮影することが可能になる。
画像処理部56が制御部18に接続されている。画像処理部56が撮像部54で撮影された画像データを画像処理する。画像処理は、鼻孔に焦点が合っているか否かおよび焦点の合っている部分が鼻孔の所定部分であるか否かを判断する。紫外線光源26、28の焦点は図3(a)に示す所定位置Pとする。筐体12を手で持っており、手を動かすことで時間と共に画像データが変化する。鼻孔に焦点が合っているか否かは、画像データの中心付近におけるコントラストの差を求め、最もコントラストの差が大きくなった時に焦点が合っているとする。焦点が合った部分が鼻孔の所定部分であるか否かは、予め鼻孔の所定部分の画像データをメモリ(図示省略)に記憶して起き、焦点が合った時の画像データとメモリに記憶された画像データを比較して、所定部分であるか否かを判断する。たとえば、所定部分の複数点の特徴が一致すれば、所定部分であると判断する。患部に一定の光強度の紫外線を照射することができる。
制御部18は、画像処理によって鼻孔に焦点が合っていれば、表示部48にその旨を表示してもよい。光照射装置52がスピーカーなどの音声部を備えてもよく、音声によって焦点が合ったことを示してもよい。筐体12を持つ手を固定することで、鼻孔内の所定場所に焦点が合った状態を継続できる。
制御部18は、焦点が合った後に紫外線光源14に電力を供給しもよい。すなわち、まず制御部18は可視光線光源16に電力を供給し、発光させる。可視光線光源16で発光された光が鼻孔に照射され、その反射光が撮像部54で受光される。画像処理部56が画像処理し、鼻孔の所定部分に焦点が合えば、制御部18は紫外線光源14に電力を供給する。焦点が合うまでは紫外線は発光されず、焦点が合った後に紫外線が発光される。不要な紫外線照射が無く、安全に光照射装置52を使用することができる。なお、本構成の場合、各光源14、16は並列接続される。
[実施形態3]
撮像部54の代わりに光センサーを設けてもよい。光センサーが受光した光強度が一定以下になれば紫外線光源14が発光するようにする。紫外線光源14と一緒に可視光線光源16が発光されてもよい。たとえば、鼻孔内に挿入部22を入れることで光センサーで受光される光の強度が一定以下になり、紫外線光源14が発光する。鼻孔の外に挿入部22があっても、光が筐体内に入らなければ紫外線光源14が発光する。その際に可視光線光源16が紫外線光源14と一緒に発光する。紫外線が発せられていることを認識でき、鼻孔内以外の場所に知らない間に照射してしまうことを防止できる。
[実施形態4]
図5のように、挿入部22の先端にシャッター58を設けてもよい。シャッター58は開口24を開閉するものである。シャッター58は開口24を開閉する開閉部60、鼻柱または鼻翼に接触する接触部62、および回転軸64を備える。開閉部60および接触部62は板体である。挿入部22を鼻孔内に入れた時に、接触部62が鼻柱または鼻翼に接触し、回転軸64を中心に開閉部60が回ることで開口24が開けられる。鼻孔内に挿入部22が入るまで開口24は閉じており、不用意に紫外線が照射されるおそれがない。シャッター58の形状は開口24を開閉できれば、図5に示す形状に限定されない。
[実施形態5]
図6のように、紫外線の一部を反射し、残りを透過させるハーフミラー66またはプリズムなどを配置してもよい。ハーフミラー66またはプリズムは紫外線が通過する部分に配置されている。治療に必要な光量になる紫外線をハーフミラー66またはプリズムで透過させて開口24から出射させる。反射した紫外線を受光素子68で受光する。受光素子68で紫外線が受光されれば紫外線が発光していることとなる。受光素子68は紫外線を受光すると制御部18に信号を入力する。表示部48などで紫外線が発光していることを示してもよい。
さらに、制御部18は受光素子68での受光光量が一定値以上であるか否かを確認する。制御部18から紫外線光源14に電力を供給しているが、紫外線の強度が強すぎると紫外線を照射した部分が損傷するおそれがある。そのため、紫外線の一部を受光し、紫外線光源14が発光している紫外線の強度を確認する。受光光量が一定以上であれば、紫外線光源14への電力供給を停止し、治療を中止して鼻孔を損傷することを防止する。受光素子68での受光光量はハーフミラー66またはプリズムでの紫外線の反射光量と透過光量の比から決定する。表示部48に紫外線光源14が異常であることを表示してもよい。さらに、受光光量が一定以下であれば、所定の治療が行えないおそれがあり、その場合も表示部48に紫外線光源14が異常であることを表示してもよい。患部に一定の光強度の紫外線を照射することができる。
制御部18は受光素子68の受光光量に応じて紫外線光源14への電力供給量を調整してもよい。紫外線光源14が一定の光量の紫外線を発光することになる。紫外線光源14ごとの個体差を無くすことができる。
図6は第1紫外線光源26と第2紫外線光源28の両方に対してハーフミラー66と受光素子68が配置されているが、第2紫外線光源28に対してのみハーフミラー66と受光素子68を配置してもよい。第2紫外線光源28は波長の短い紫外線(UVB)を発光するため、皮膚などへのダメージが大きい。少なくとも第2紫外線光源28で発光される紫外線の光量が一定値上になっていなことを監視する。
[実施形態6]
制御部18は特別な筐体38に収納することに限定されない。たとえば、図7の光照射装置70のように、スマートフォン72のハードウェア(MPUなど)およびソフトウェア(アプリケーションプログラム)を制御部18として機能させてもよい。さらに、図2におけるスイッチ42はスマートフォン72のタッチパネル、表示部48はスマートフォン72のディスプレイ76、電源44はスマートフォン72の電池、タイマー46はスマートフォン72の時計に置き換えられる。各光源14、16および撮像部54はケーブル(たとえばUSB Type−Cケーブルなど)74を介してスマートフォン72に接続される。スマートフォン72のディスプレイ76に必要情報およびボタンなどを表示し、タッチパネルで光照射装置70を操作する。たとえば、ディスプレイ76に照射時間を表示し、タッチパネルで照射時間を設定する。撮像部54が撮影した画像データをスマートフォン72のディスプレイ76に表示し、映像を見ながら筐体12を動かすことができる。で鼻孔内の所定位置(患部)に素早く可視光を照射し、その後に紫外線を照射できる。その照射中にスマートフォン72のディスプレイ76に照射時間の残り時間または経過時間を表示してもよい。スマートフォン72の他にはディスクトップ型コンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、タブレットなどのコンピュータが挙げられる。
また、各紫外線光源26、28の前にレンズを配置し、紫外線の焦点距離が固定される場合、焦点距離よりも遠い位置に紫外線が照射されると、紫外線の光強度が弱く、治療の効果がでにくい。焦点距離よりも近い位置に紫外線が照射されると、紫外線の強度が強すぎて、鼻孔内を損傷するおそれがある。ディスプレイ76に撮影した画像データが表示されることで、紫外線が照射されている部分をすばやく確認でき、紫外線が患部に適度に照射することができる。本実施形態と実施形態2と組み合わせて、画像処理によって紫外線の焦点が合っているか否かをディスプレイ76に表示してもよい。患部に一定の光強度の紫外線を照射することができる。
スマートフォン72などのコンピュータであればインターネットなどの通信回線を介して医師等のコンピュータに画像を送信してもよい。医師等が画像を見て診察等することができる。医師等のコンピュータからスマートフォン72などのコンピュータに通信回線を介して診察等の結果を送信してもよい。
[実施形態7]
図8に示す光照射装置80のように、筐体38またはスマートフォン72などのコンピュータに収納されていた全ての部品が筐体12に収納されてもよい。筐体12にスイッチ82と表示部84が取り付けられている。スイッチ82は、上記スイッチ42またはスマートフォン72のタッチパネルに相当するものである。表示部84は表示部48またはスマートフォン72のディスプレイ76に相当するものである。筐体12の中に電源44が配置され、その電源44は二次電池であり、USBケーブルなどを使用してモバイルバッテリー充電器、商用電源、コンピュータ、スマートフォン、またはタブレットなどから電源44を充電できるようにしてもよい。電源44が充電されていなかったり、充電量が少なかったりする場合、USBケーブルなどで制御部18などに電力供給しながら駆動させてもよい。スイッチ82の数は限定されず、スイッチ82の数を減らして操作を簡単にすることが好ましい。筐体12を片手で操作するだけであり、取り扱いが容易になる。1つの筐体12に全ての部品が収納されているため、光照射装置80は小型化され、携行しやすくなっている。WiFiなどの規格の通信装置が光照射装置80に備えられ、実施形態6のように光照射装置80が通信回線を介して通信できるようにしてもよい。
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
10、52、70、80:光照射装置
12:筐体
14:紫外線光源
16:可視光線光源
18:制御部
20:把持部
22:挿入部
24:開口
26:第1紫外線光源
28:第2紫外線光源
30:プリント基板
32:冷却部材
34:透光性の板
36:筐体の内面
38:筐体
40:電線
42、82:スイッチ
44:電源
46:タイマー
48、84:表示部
50:ランプ
54:撮像部
56:画像処理部
58:シャッター
60:開閉部
62:接触部
64:回転軸
66:ハーフミラー
68:受光素子
72:スマートフォン
74:ケーブル
76:ディスプレイ

Claims (11)

  1. 手で持たれる把持部および鼻孔内に挿入される挿入部を有する筐体と、
    前記筐体の中に収納され、紫外線を発する紫外線光源と、
    前記筐体の中に収納され、前記紫外線光源の発光時に可視光線を発する可視光線光源と、
    前記紫外線および可視光線を筐体の中から外に出射するために前記挿入部に形成された開口と、
    前記紫外線光源と可視光線光源への電力供給を制御する制御部と、
    を備えた光照射装置。
  2. 前記筐体の外を撮影する撮像部を備え、
    前記可視光線光源が発した可視光線の反射光を撮像部が受光する請求項1の光照射装置。
  3. 前記撮像部で撮影されたデータを画像処理する画像処理部を備え、
    前記画像処理部が画像処理するときに、前記可視光線光源が発光し、紫外線光源が消灯する請求項2の光照射装置。
  4. 前記撮像部で撮影されたデータを表示する表示部を備えた請求項2または3の光照射装置。
  5. 前記紫外線光源の焦点距離が一定であり、筐体を移動させることで紫外線光源の照射位置を決定する請求項1から4のいずれかの光照射装置。
  6. 前記制御部が前記筐体の外に備えられたコンピュータである請求項1から5のいずれかの光照射装置。
  7. 前記紫外線光源が発する紫外線を分割する手段と、
    前記分割された紫外線を受光する受光素子と、
    を備えた請求項1から6のいずれかの光照射装置。
  8. 前記筐体の内面が光反射面になっている請求項1から7のいずれかの光照射装置。
  9. 前記筐体の外面が撥水面になっている請求項1から8のいずれかの光照射装置。
  10. 前記紫外線光源および可視光線光源を冷却する冷却部材が前記筐体内に備えられた請求項1から9のいずれかの光照射装置。
  11. 前記挿入部の先端に前記開口を開閉するシャッターを設けた請求項1から10のいずれかの光照射装置。
JP2018237644A 2018-12-19 2018-12-19 光照射装置 Active JP6587733B1 (ja)

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