JP2022093806A - 紫外線治療器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを光源とした紫外線治療器であって、副作用を生じさせることなく、優れた治療効果を得ることができる紫外線治療器、およびその紫外線治療器における紫外線照射方法を提供する。【解決手段】紫外線治療器は、紫外線を含む光を放射するＬＥＤ光源からの光を放射する光放射面を有する光源部と、当該ＬＥＤ光源の点灯を制御する制御部と、基準光を治療光として用いた場合に患者に照射すべき当該治療光の照射量である設定照射量を入力する入力部と、設定照射量を補正するためのパラメータを記録する記録部と、を備える。制御部は、記録部に記録されたパラメータに基づいて設定照射量を補正する補正部と、光の照射量が補正後の設定照射量となるようにＬＥＤ光源を点灯させる点灯制御部と、を備える。補正後の設定照射量は、基準光による人体への影響度と、光放射面から放射される光による人体への影響度とに基づいて導出される照射量である。【選択図】 図６

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とした紫外線治療器、およびその紫外線治療器の紫外線照射方法に関する。

従来、光線治療として、ＵＶＡ（波長３２０ｎｍ～４００ｎｍ）、ＵＶＢ（波長２８０～３２０ｎｍ）といった波長域の紫外線を用いる紫外線治療が存在する。紫外線治療とは、紫外線照射により免疫抑制を図り、治療効果を得るものである。
例えば特許文献１には、紫外線によって皮膚疾患を治療する紫外線治療器が開示されている。この紫外線治療器は、紫外線源としてランプ光源やＬＥＤを備える。

ＬＥＤを光源として用いた場合、概して、ランプの電源装置よりも簡単な回路構成を実現でき、装置の小型化、軽量化が可能である。そのため、近年、紫外線の光源として紫外線発光素子（ＵＶＬＥＤ）を用いた紫外線治療器が提案されている。
なお、以下の説明においては、紫外線および紫外線を含む光を、単に「光」と呼ぶこともある。

特開２０１７－１３１５２２号公報

例えば、ＵＶＢの波長域の紫外線を利用する紫外線治療器として、波長３０８ｎｍにピークを有する光を放射するエキシマランプを用いたものが知られている。
これに対して、紫外線を放射するＬＥＤの一つとして、波長３０８ｎｍにピークを有する光を放射するもの（以下「３０８ｎｍＬＥＤ」と呼ぶ。）がある。そこで、上記のエキシマランプを用いたＵＶＢ治療器の代替として、３０８ｎｍＬＥＤを用いた治療器を採用することが考えられる。
しかしながら、ＬＥＤはランプとは異なり、ピーク波長３０８ｎｍを狙って製造されたＬＥＤであっても、製造上のばらつきにより、ＬＥＤ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。つまり、３０８ｎｍＬＥＤの中には、３０８ｎｍに波長のピークを持つものだけでなく、３０３ｎｍ～３１３ｎｍの波長範囲にピークを持つものが含まれる。

一方、ＵＶＢ領域の紫外線が皮膚へ及ぼす影響は、当該紫外線の波長毎に異なる。一般に、紫外線治療器においては、光源から放射される光の波長に応じて、患部に対して副作用の出ない範囲で光を照射して、治療効果を得るようにしている。
そのため、光源として使用するＬＥＤの個体差によって、紫外線治療器から放射される光の波長に機差が生じると、患部に対して、副作用の出ない範囲で光を照射したつもりであっても副作用が生じたり、反対に治療効果が不足したりすることがある。

そこで、本発明は、ＬＥＤ光源の個体差によらずに、副作用を生じさせることなく、優れた治療効果を得ることができる紫外線治療器、およびその紫外線治療器における紫外線照射方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る紫外線治療器の一態様は、紫外線を含む光を放射するＬＥＤ光源、および当該ＬＥＤ光源からの光を放射する光放射面を有する光源部と、当該ＬＥＤ光源の点灯を制御する制御部と、を備える紫外線治療器であって、基準光源から放射される基準光を治療光として用いた場合に患者に照射すべき当該治療光の照射量である設定照射量を入力する入力部と、前記設定照射量を補正するためのパラメータを記録する記録部と、を備え、前記制御部は、前記記録部に記録された前記パラメータに基づいて、前記入力部により入力された設定照射量を補正する補正部と、前記光の照射量が前記補正部により補正された補正後の設定照射量となるように前記ＬＥＤ光源を点灯させる点灯制御部と、を備え、前記補正後の設定照射量は、前記基準光による人体への影響度と、前記光放射面から放射される光による人体への影響度とに基づいて導出される照射量である。

このように、基準光を治療光とした場合に適した設定照射量を、基準光による人体への影響度と、実際に治療に用いる紫外線治療器（本治療器）の光放射面から放射される光による人体への影響度とに基づいて補正してＬＥＤ光源を点灯させる。したがって、基準光と本治療器から放射される光との間で波長の差異が生じている場合であっても、本治療器から放射される光に適した照射量で紫外線照射を行うことができる。そのため、患部に副作用を生じさせることなく、優れた治療効果を得ることができる。

また、上記の紫外線治療器において、前記記録部は、前記パラメータとして、前記基準光による人体への影響度を前記光放射面から放射される光による人体への影響度で除した値である補正係数を記録し、前記補正部は、前記入力部により入力された設定照射量に、前記記録部に記録された前記補正係数を乗じることで、前記補正後の設定照射量を算出してもよい。
この場合、簡易な演算で補正後の設定照射量を導出することができる。

さらに、上記の紫外線治療器において、前記記録部は、前記パラメータとして、前記基準光の分光スペクトルと、前記光放射面から放射される光の分光スペクトルと、紅斑作用スペクトルと、を少なくとも記録し、前記補正部は、前記記録部に記録された前記基準光の分光スペクトルと前記紅斑作用スペクトルとの積に基づいて前記基準光による人体への影響度を算出するとともに、前記記録部に記録された前記光放射面から放射される光の分光スペクトルと前記紅斑作用スペクトルとの積に基づいて前記光放射面から放射される光による人体への影響度を算出し、前記基準光による人体への影響度を前記光放射面から放射される光による人体への影響度で除した値である補正係数を算出し、前記入力部により入力された設定照射量に前記補正係数を乗じることで、前記補正後の設定照射量を算出してもよい。
この場合、適切に補正後の設定照射量を導出することができる。

また、上記の紫外線治療器において、前記記録部は、前記光放射面から放射される光の放射照度を記録し、前記点灯制御部は、前記補正後の設定照射量を前記光放射面から放射される光の放射照度で除することで、前記ＬＥＤ光源からの光の照射時間を算出し、算出された照射時間で、前記ＬＥＤ光源を点灯させてもよい。
この場合、ＬＥＤ光源の点灯時間を制御して、光の照射量が補正後の設定照射量となるように適切に制御することができる。

さらに、上記の紫外線治療器において、前記点灯制御部は、前記補正後の設定照射量を予め設定された照射時間で除することで、前記光放射面から放射される光の放射照度を算出し、算出された放射照度で、前記照射時間、前記ＬＥＤ光源を点灯させてもよい。
この場合、ＬＥＤ光源の電流値を制御して、光の照射量が補正後の設定照射量となるように適切に制御することができる。

また、上記の紫外線治療器において、前記影響度は、分光スペクトルと紅斑作用スペクトルとの積を予め設定された波長区間で波長積分した値であってもよい。
この場合、基準光による人体への影響度と本治療器から放射される光による人体への影響度とに基づいて適切に補正された設定照射量を得ることができる。

さらにまた、上記の紫外線治療器において、前記波長区間は、２５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であってもよい。
この場合、紅斑作用スペクトルが定義されている波長区間で適切に導出された影響度に基づく補正後の設定照射量を得ることができる。

また、上記の紫外線治療器において、前記影響度は、ＵＶインデックスであってもよい。
この場合、ＵＶインデックス測定器を用いることで、より簡易的に人体への影響度を測定、算出することができる。

また、上記の紫外線治療器において、前記ＬＥＤ光源は、波長３０８ｎｍ以上３１３ｎｍ以下にピークを有する光を放射するように製造されたものであってもよい。
この場合、中波紫外線療法が適応される各種皮膚疾患を適切に治療することができる。

また、上記の紫外線治療器において、前記ＬＥＤ光源は、波長３０８ｎｍにピークを有する光を放射するように製造されたものであってもよい。
この場合、波長３０８ｎｍにピークを有する従来のエキシマランプを光源とする紫外線治療器と同様に各種皮膚疾患を適切に治療することができる。

さらに、上記の紫外線治療器において、前記基準光源は、波長３０８ｎｍ以上３１３ｎｍ以下にピークを有する光を放射するランプであってもよい。
この場合、ランプを光源とする紫外線治療器に設定していた照射量を、本治療器に入力する設定照射量として使用することができる。

さらに、上記の紫外線治療器において、前記基準光源は、エキシマランプであってもよい。
この場合、従来のエキシマランプを光源とする紫外線治療器に設定していた照射量を、本治療器に入力する設定照射量として使用することができる。

さらに、上記の紫外線治療器において、前記基準光源は、波長３０８ｎｍ以上３１３ｎｍ以下にピークを有する光を放射するＬＥＤ光源であってもよい。
この場合、特定の波長のＬＥＤを光源としたときの実際の照射量を、本治療器に入力する設定照射量として使用することができる。

また、本発明に係る紫外線治療器の紫外線照射方法の一態様は、ＬＥＤ光源から出射される紫外線を含む光を放射する光放射面を有する紫外線治療器の紫外線照射方法であって、基準光源から放射される基準光を治療光として用いた場合に患者に照射すべき当該治療光の照射量である設定照射量を入力する第一の工程と、前記基準光による人体への影響度と、前記光放射面から放射される光による人体への影響度とを比較して、前記設定照射量を補正する第二の工程と、前記光の照射量が補正後の前記設定照射量となるように前記ＬＥＤ光源を点灯させる第三の工程と、を含む。

このように、基準光を治療光とした場合に適した設定照射量を、基準光による人体への影響度と、実際に治療に用いる紫外線治療器（本治療器）の光放射面から放射される光による人体への影響度とに基づいて補正してＬＥＤ光源を点灯させる。したがって、基準光と本治療器から放射される光との間で波長の差異が生じている場合であっても、本治療器から放射される光に適した照射量で紫外線照射を行うことができる。そのため、患部に副作用を生じさせることなく、優れた治療効果を得ることができる。

さらに、上記の紫外線治療器の照射方法において、前記第二の工程は、前記光放射面から放射される光の分光スペクトルを、予め設定された波長区間で測定する工程と、前記光放射面から放射される光の分光スペクトルと紅斑作用スペクトルとを乗算し、前記波長区間で波長積分して、紅斑紫外線量を算出する工程と、前記紅斑紫外線量を前記光放射面から放射される光の分光スペクトルの前記波長区間の積分値で規格化して、前記光放射面から放射される光による人体への影響度である相対紅斑紫外線量を算出する工程と、前記基準光の分光スペクトルを、前記波長区間で測定する工程と、前記基準光の分光スペクトルと前記紅斑作用スペクトルとを乗算し、前記波長区間で波長積分して、基準紅斑紫外線量を算出する工程と、前記基準紅斑紫外線量を前記基準光の分光スペクトルの前記波長区間の積分値で規格化して、前記基準光による人体への影響度である基準相対紅斑紫外線量を算出する工程と、前記基準相対紅斑紫外線量を前記相対紅斑紫外線量で除し、補正係数を算出する工程と、前記設定照射量に前記補正係数を乗じて、前記補正後の設定照射量を算出する工程と、を含んでいてもよい。
この場合、適切に補正後の設定照射量を算出することができる。

本発明によれば、光源として紫外線を出射するＬＥＤ（ＵＶＬＥＤ）を用いた紫外線治療器において、光源であるＬＥＤの個体差によらずに、副作用を生じさせることなく、優れた治療効果を得ることができる。

ＣＩＥの紅斑作用スペクトルを示すグラフである。 分光スペクトルを示すグラフである。 分光スペクトルと紅斑作用スペクトルとの積を示すグラフである。 個々人のＭＥＤの比率を示す図である。 従来の紫外線治療器の処理フローを示す図である。 本実施形態における紫外線治療器の処理フローを示す図である。 紫外線治療器の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、紫外線を含む光として、例えばＵＶＢ（波長２８０ｎｍ～３２０ｎｍ）の領域の紫外線を含む光を放射する治療具を備える紫外線治療器について説明する。ここでは、波長３０８ｎｍにピークを有する光を放射するように製造されたＬＥＤ光源を備える紫外線治療器について説明する。

ＵＶＢ領域の紫外線をヒトの皮膚に当てると、副作用として紅斑が発生する。紅斑とは、毛細血管の拡張などが原因で皮膚表面に発赤を伴った状態をいう。皮膚に紅斑が発生する最低の紫外線照射量を最少紅斑量（ＭｉｎｉｍａｌＥｒｙｔｈｅｍａＤｏｓｅ：ＭＥＤ）という。なお、ＭＥＤの単位は、ｍＪ／ｃｍ^２である。日焼けのしやすさに個人差があるように、紅斑の出やすさ、即ちＭＥＤにも個人差がある。
また、紫外線による紅斑の出やすさ、つまり紫外線による人体への影響度は、当該紫外線の波長により異なる。波長毎の人体への相対影響度については、国際照明委員会（ＣＩＥ：Commission Internationale de l'Eclairage）により紅斑作用スペクトルとして定義されている。

図１は、紅斑作用スペクトルを示すグラフである。
この図１において、横軸は波長λ（ｎｍ）であり、縦軸は紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒである。紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒは、２５０ｎｍ～４００ｎｍの波長区間において定義されており、下記（１）式に定義式を示すように、波長２５０ｎｍ～２９８ｎｍの光が皮膚に与える影響を１とした場合の、各波長の相対影響度として示される。

図１に示すグラフの概形から、波長が短い方が人体の影響が大きく、紅斑が出やすいということがわかる。具体的には、ＵＶＢの領域よりも長い波長の光、厳密に上記（１）式を適用するのであれば波長３２８ｎｍよりも長波長の光は、皮膚にほとんど影響を及ぼさない。一方、波長が３２８ｎｍ以下になると、皮膚へ影響が生じ始め、その影響は短波長になるほど増加する。
このことから、波長が短い方がＭＥＤは小さいということがわかる。つまり、ＭＥＤは、この紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒと反比例の関係にある。

そして、紫外線による人体への総合的な影響度は、照射される紫外線の分光放射照度Ｅ_λと紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとの積を、２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で波長積分することにより得られる。このようにして求められる影響度を、紅斑紫外線量Ｉ_ＣＩＥという。

また、紫外線による人体への総合的な影響度として、ＵＶインデックスＩ_ＵＶがよく用いられる。ＵＶインデックスＩ_ＵＶと紅斑紫外線量Ｉ_ＣＩＥとは、下記（３）式の関係にある。ＵＶインデックスＩ_ＵＶは、簡易的な測定器により測定することが可能である。
Ｉ_ＵＶ＝Ｉ_ＣＩＥ／２５ ………（３）

図１からもわかるように、特に波長２９８ｎｍ以上３１０ｎｍ以下の波長範囲では、わずか１ｎｍの波長の差でも、人体への影響度は大きく変化する。
図２は、ピーク波長が３０６ｎｍ、３０７ｎｍ、３０８ｎｍ、３０９ｎｍのＬＥＤ光の分光スペクトルを示すグラフである。この分光スペクトルは、波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で波長積分した値が１となるように規格化されている。図２の縦軸の値は、次式で表される。

図３は、図２に示す分光スペクトルと図１に示す紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとの積を示すグラフである。図３の縦軸の値は、次式で表される。

この図３に示すように、ピーク波長が１ｎｍ違うだけで、人体への影響度は大きく異なる。
そのため、例えばピーク波長３０８ｎｍを狙って製造されたＬＥＤ素子（３０８ｎｍＬＥＤ）を使用した紫外線治療器で治療を受けようとする場合、その３０８ｎｍＬＥＤから放射される光のピーク波長が、ＬＥＤ素子の製造上のばらつきにより１ｎｍずれるだけで、副作用が生じたり、反対に治療効果が不足したりする。

例えば、波長３０８ｎｍの光でのＭＥＤが２００ｍＪ／ｃｍ^２の人が、副作用（紅斑）が生じない範囲で最大の治療効果をあげるために、３０８ｎｍＬＥＤを使用した紫外線治療器の設定照射量を、例えば１９０ｍＪ／ｃｍ^２（ＭＥＤより少しだけ低い照射量）に設定して治療を受ける場合について考える。この場合、その紫外線治療器の３０８ｎｍＬＥＤが、実際は波長３０７ｎｍにピークを有するＬＥＤであると、波長３０７ｎｍの光でのＭＥＤを上回る紫外線照射を受けることになり、患部に紅斑が生じてしまう。ここで、波長３０８ｎｍの光でのＭＥＤが２００ｍＪ／ｃｍ^２である人の波長３０７ｎｍの光でのＭＥＤは、紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒをもとに約１６１ｍＪ／ｃｍ^２であると計算できる。
反対に、その紫外線治療器の３０８ｎｍＬＥＤが、実際は波長３０９ｎｍにピークを持つＬＥＤであった場合は、皮膚に与える影響が想定よりも小さくなる。したがって、１９０ｍＪ／ｃｍ^２の照射では、患部に対して最大の治療効果をあげられない、言い換えると、紅斑の出ない範囲で、もう少し多くの照射ができたということになる。

このように、ＬＥＤは素子間で波長にばらつきが生じ得るため、同じ紫外線照射量を設定しても、副作用の出方や治療効果の出方が治療器間で変わってしまう可能性がある。本実施形態では、このような波長の機差を考慮して、紫外線治療器に設定された紫外線照射量（設定照射量）を補正する。

本発明者らは、各波長のＭＥＤ（紅斑の出やすさ）には個人差があるが、ＭＥＤの比率には個人差はなく、ＣＩＥの紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒに準ずることを確認した。
図４は、個々人のＭＥＤの比率を示す図である。図４における□、△、〇、◇は、４人の被験者のＭＥＤ比をプロットしたものである。このプロットの値は、個々人の波長毎のＭＥＤ（３０６ｎｍＬＥＤ、３０７ｎｍＬＥＤ、３０８ｎｍＬＥＤ、３０９ｎｍＬＥＤのＭＥＤ）を、個々人の３０８ｎｍＬＥＤのＭＥＤで除した値である。また、図４の破線で示す曲線は、紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒをもとに計算されたＭＥＤ比である。

上記知見から、本発明者らは、任意の基準の紫外線治療器（基準治療器）から放射される基準光による人体への影響度と、実際に治療に用いる紫外線治療器（本治療器）から放射される光による人体への影響度との比率に基づいて、上記基準治療器から患者に照射すべき最適な照射量（基準光での患者のＭＥＤに応じた照射量）を補正することで、本治療器から患者に照射すべき最適な照射量（本治療器の光での患者のＭＥＤに応じた照射量）を算出できることを見出した。
本実施形態では、波長３０８ｎｍにピークを有する光を放射するエキシマランプを基準光源として用いる場合について説明する。

まず、従来のエキシマランプを光源とした紫外線治療器を用いた場合の処理フローについて、図５を参照しながら説明する。
エキシマランプは、ＬＥＤとは異なり、製造上の波長のばらつきは殆どなく、紫外線治療器として狙った波長３０８ｎｍの光を放射することができる。そのため、波長の機差を考慮して紫外線照射量を補正する必要がない。ここでは、光源として、波長３０８ｎｍの光を放射するように製造されたエキシマランプを使用する場合について説明する。

この図５において、ステップＳ１１は、工場にて紫外線治療器の出荷前に実施される処理であり、ステップＳ２１～Ｓ２３は、例えば病院等での治療時に実施される処理である。
ステップＳ１１では、紫外線治療器の光放射面における放射照度Ｅ［ｍＷ／ｃｍ^２］を測定し、測定された放射照度Ｅを紫外線治療器に記録する。

ステップＳ２１では、医師が患者を診察し、疾患に応じて適切な照射量（設定照射量）Ｈ［ｍＪ／ｃｍ^２］を決定し、紫外線治療器に入力する。
紫外線治療器に入力される設定照射量Ｈは、波長３０８ｎｍのエキシマランプ光での患者のＭＥＤに応じた照射量であり、例えば、波長３０８ｎｍのエキシマランプ光での患者のＭＥＤよりも若干小さい照射量とすることができる。

ステップＳ２２では、紫外線治療器において照射時間ｔが自動計算される。具体的には、紫外線治療器は、医師から入力された設定照射量Ｈを取得し、当該設定照射量Ｈを紫外線治療器に記録されている放射照度Ｅで除算し、照射時間ｔ［ｓｅｃ］を算出する。
ｔ＝Ｈ／Ｅ ………（６）

ステップＳ２３では、医師、場合によっては看護師などの医療従事者が、患部に紫外線治療器の光放射面を押し当て、紫外線治療器に設けられたスイッチを押し、紫外線照射を開始して治療処置を実施する。この治療処置は、照射時間ｔ秒で終了する。

上記のように、光源としてエキシマランプを使用した場合、紫外線治療器からは狙ったとおりの波長の光が放射される。つまり、ステップＳ２１において入力された設定照射量Ｈは、本治療器の光での患者のＭＥＤに応じた最適な照射量となっている。そのため、設定照射量Ｈをそのまま照射時間ｔの算出に用いることができる。

次に、本実施形態におけるＬＥＤを光源とした紫外線治療器を用いた場合の処理フローについて、図６を参照しながら説明する。ここでは、光源として、波長３０８ｎｍにピークを有する光を放射するように製造されたＬＥＤを使用する場合について説明する。
上述したように、ＬＥＤでは素子間で波長にばらつきが生じ得る。つまり、波長３０８ｎｍの光を放射するように製造されたＬＥＤを光源として使用した場合であっても、紫外線治療器から放射される光のピーク波長は３０８ｎｍからずれる可能性がある。そのため、波長３０８ｎｍの光での患者のＭＥＤに応じて設定された照射量は、本治療器での最適な照射量とは限らない。
そこで、本実施形態では、波長の機差を考慮して上記設定照射量Ｈを補正し、補正後の設定照射量に基づいて紫外線照射を実施する。

この図６において、ステップＳ１１～Ｓ１３は、工場にて紫外線治療器の出荷前に実施される処理であり、ステップＳ２１、Ｓ２２’およびＳ２３は、例えば病院等での治療時に実施される処理である。なお、図６において、図５と同一処理を行うステップには図５と同一ステップ番号を付している。
ステップＳ１１では、紫外線治療器の光放射面における放射照度Ｅ［ｍＷ／ｃｍ^２］を測定し、測定された放射照度Ｅを紫外線治療器に記録する。ＬＥＤを光源とした紫外線治療器は、一般に複数のＬＥＤ光源（例えば５×５のＬＥＤアレイ）を備える。ここで測定される放射照度Ｅは、複数のＬＥＤ光源から放射される光の合成光の放射照度である。

ステップＳ１２では、紫外線治療器の光放射面における分光放射照度（波長別紫外線照度）Ｅ_λ［ｍＷ／ｃｍ^２・ｎｍ］を、少なくとも波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で測定する。

ステップＳ１３では、設定照射量Ｈを補正するための補正係数ｐを算出し、算出された補正係数ｐを紫外線治療器に記録する。以下、補正係数ｐの算出方法について説明する。
まず、本治療器の光放射面における分光放射照度Ｅ_λと、ＣＩＥの紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとを乗算し、波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で波長積分した値である紅斑紫外線量Ｉ_ＣＩＥ［ｍＷ／ｃｍ^２］を算出する。紅斑紫外線量Ｉ_ＣＩＥは、上記（２）式により表される。

次に、算出された紅斑紫外線量Ｉ_ＣＩＥを、紫外線治療器の分光放射照度Ｅ_λの波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間の積分値で規格化し、相対紅斑紫外線量Ｉ_ｒｅｌを算出する。

この相対紅斑紫外線量Ｉ_ｒｅｌは、本治療器の光放射面から放射される光による人体への影響度であり、図３に示す分光スペクトルと紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとの積を、波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で波長積分した値に相当する。
したがって、ここでは分光放射照度Ｅ_λと紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとの積を波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で波長積分して紅斑紫外線量Ｉ_ＣＩＥを算出し、紅斑紫外線量Ｉ_ＣＩＥを規格化して相対紅斑紫外線量Ｉ_ｒｅｌを算出する場合について説明したが、本治療器から放射される光の分光スペクトルと紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとの積を波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で波長積分して、相対紅斑紫外線量Ｉ_ｒｅｌを直接算出するようにしてもよい。

次に、任意の基準光においても同様に、基準相対紅斑紫外線量Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}を算出する。この基準相対紅斑紫外線量Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}は、基準光による人体への影響度である。
例えば、基準光の分光放射照度Ｅ_{λ＿ｓｔｄ}を波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で測定し、測定した分光放射照度Ｅ_{λ＿ｓｔｄ}と紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとの積を波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で波長積分して基準の紅斑紫外線量（基準紅斑紫外線量）Ｉ_{ＣＩＥ＿ｓｔｄ}を算出する。そして、その基準紅斑紫外線量Ｉ_{ＣＩＥ＿ｓｔｄ}を基準光の分光放射照度Ｅ_{λ＿ｓｔｄ}の波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間の積分値で規格化し、基準相対紅斑紫外線量Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}を算出する。
または、基準光の分光スペクトルと紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとの積を波長２５０ｎｍ～４００ｎｍの区間で波長積分して、基準相対紅斑紫外線量Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}を算出する。

次に、基準相対紅斑紫外線量Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}を相対紅斑紫外線量Ｉ_ｒｅｌで除し、補正係数ｐを算出する。
ｐ＝Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}／Ｉ_ｒｅｌ ………（８）
上記（８）式により算出された補正係数ｐは、紫外線治療器に記録される。

ステップＳ２１では、医師が患者を診察し、疾患に応じて適切な照射量（設定照射量）Ｈ［ｍＪ／ｃｍ^２］を決定し、紫外線治療器に入力する。
紫外線治療器に入力される設定照射量Ｈは、上記任意の基準光（例えば、波長３０８ｎｍのエキシマランプ光）での患者のＭＥＤに応じた照射量であり、例えば、基準光での患者のＭＥＤよりも若干小さい照射量とすることができる。

ステップＳ２２では、紫外線治療器において照射時間ｔ’が自動計算される。具体的には、紫外線治療器は、医師から入力された設定照射量Ｈを取得し、当該設定照射量Ｈに紫外線治療器に記録されている補正係数ｐを乗じることで、補正後の設定照射量Ｈ’（＝Ｈ×ｐ）を算出する。そして、補正後の設定照射量Ｈ’を紫外線治療器に記録されている放射照度Ｅで除算し、補正された照射時間ｔ’［ｓｅｃ］を算出する。
ｔ’＝Ｈ×ｐ／Ｅ ………（９）

ステップＳ２３では、医師、場合によっては看護師などの医療従事者が、患部に紫外線治療器の光放射面を押し当て、紫外線治療器に設けられたスイッチを押し、紫外線照射を開始して治療処置を実施する。この治療処置は、照射時間ｔ’秒で終了する。

このように、医師が入力した設定照射量Ｈ［ｍＪ／ｃｍ^２］に対して、実際に処置する照射量は、ＬＥＤ光源の波長のばらつきを考慮して補正された照射量Ｈ’＝Ｈ×ｐ［ｍＪ／ｃｍ^２］とすることができる。
本治療器によって補正後の設定照射量Ｈ’で処置した場合の副作用の生じ方は、上記基準光を放射する基準治療器によって設定照射量Ｈで処置した場合の副作用の生じ方と同等となる。すべての紫外線治療器で同一の基準治療器を設定することで、波長が異なる治療器を使っても、医師は波長の違いを意識することなく治療に専念することができる。

図７は、本実施形態における紫外線治療器１の構成例を示すブロック図である。
紫外線治療器１は、紫外線を含む光を放射するＬＥＤ光源を有する治療具（光源部）２と、治療具２が有するＬＥＤ光源を制御する本体部４と、を備える。
本体部４は、入力部４１と、表示部４２と、記録部４３と、電源ユニット４４と、制御ユニット（制御部）４５と、ＬＥＤ駆動ユニット４６と、を備える。治療具２と本体部４とは接続線６により接続されており、当該接続線６は、太線で示す電源線６ａと、細線で示す信号線６ｂとを備える。

入力部４１は、操作者（例えば医師）により入力された設定照射量Ｈを取得し、その情報を制御ユニット４５に出力する。
表示部４２は、紫外線の照射強度や照射時間、紫外線照射中の経過時間などを表示することができる。また、表示部４２は、紫外線治療器１において何らかの異常が発生した場合には、異常が発生していることを示す情報（エラーメッセージなど）を表示することもできる。
記録部４３は、紫外線治療器１の光放射面における放射照度Ｅと、設定照射量Ｈを補正するための補正係数ｐとを記録する。

電源ユニット４４は、外部電源８から供給された電力を、後段の各ユニットに適切な電圧に変換し、供給する。
制御ユニット４５は、入力部４１から入力された設定照射量Ｈを記録部４３に記録された補正係数ｐを用いて補正し、補正後の設定照射量Ｈ’を記録部４３に記録された放射照度Ｅで除算することで照射時間ｔ’を算出する。そして、制御ユニット４５は、ＬＥＤ駆動ユニット４６を制御し、治療具２が有するＬＥＤ光源の照射量（照射時間ｔ’）を制御する。つまり、制御ユニット４５は、設定照射量Ｈを補正する補正部と、ＬＥＤ光源からの光の照射量が補正後の設定照射量Ｈ’となるようにＬＥＤ光源を点灯させる点灯制御部と、を有する。
ＬＥＤ駆動ユニット４６は、制御ユニット４５からの制御信号に従い、ＬＥＤ光源に給電を行う。

以下、操作者が本実施形態の紫外線治療器１を用いて患部に紫外線を照射する手順について説明する。
まず、操作者は、入力部４１を操作して、患部に照射する紫外線の照射量（設定照射量Ｈ）を入力する。このとき、紫外線治療器１において、設定照射量Ｈの補正が行われ、紫外線の照射時間ｔ’が算出される。
次に操作者は、治療具２を持ち、光放射面を患部に当接もしくは近接させる。そして、操作者は、治療具２に設けられたスイッチ（不図示）を押す。すると、ＬＥＤ光源が点灯し、患部への紫外線照射が開始される。
その後、紫外線の照射量が補正後の設定照射量Ｈ’に達すると（照射時間が算出された照射時間ｔ’に達すると）、自動的にＬＥＤ光源が消灯する。

以上説明したように、本実施形態における紫外線治療器１は、紫外線を含む光を放射するＬＥＤ光源、および当該ＬＥＤ光源からの光を放射する光放射面を有する治療具（光源部）２と、当該ＬＥＤ光源の点灯を制御する制御ユニット（制御部）４５と、を備える。また、紫外線治療器１は、基準光源から放射される基準光を治療光として用いた場合に患者に照射すべき当該治療光の照射量である設定照射量Ｈを入力する入力部４１と、設定照射量Ｈを補正するためのパラメータを記録する記録部４３と、を備える。
ここで、記録部４３は、上記パラメータとして、基準光による人体への影響度（基準相対紅斑紫外線量Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}）と、本治療器の光放射面から放射される光による人体への影響度（相対紅斑紫外線量Ｉ_ｒｅｌ）とに基づいて決定される補正係数ｐを記録する。また、記録部４３は、本治療器の光放射面における光の放射照度Ｅも記録する。

そして、制御ユニット４５は、記録部４３に記録された補正係数ｐに基づいて設定照射量Ｈを補正し、光の照射量が補正後の設定照射量Ｈ’となるようにＬＥＤ光源を点灯させる。具体的には、制御ユニット４５は、設定照射量Ｈに補正係数ｐを乗じることで補正後の設定照射量Ｈ’を算出する。また、制御ユニット４５は、補正後の設定照射量Ｈ’を放射照度Ｅで除算することで、ＬＥＤ光源からの光の照射時間ｔ’を算出し、算出された照射時間ｔ’、ＬＥＤ光源を点灯させる。

つまり、本実施形態における紫外線治療器１の紫外線照射方法は、基準光源から放射される基準光を治療光として用いた場合に患者に照射すべき当該治療光の照射量である設定照射量Ｈを入力する第一の工程と、基準光による人体への影響度と、本治療器の光放射面から放射される光による人体への影響度とを比較して、設定照射量Ｈを補正する第二の工程と、光の照射量が補正後の設定照射量Ｈ’となるようにＬＥＤ光源を点灯させる第三の工程と、を含む。

具体的には、上記第二の工程においては、本治療器の光放射面における分光放射照度Ｅ_λを、予め設定された波長区間で測定する。また、分光放射照度Ｅ_λと紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとを乗算し、上記波長区間で波長積分して、紅斑紫外線量Ｉ_ＣＩＥを算出する。さらに、紅斑紫外線量Ｉ_ＣＩＥを分光放射照度Ｅ_λの上記波長区間の積分値で規格化して、本治療器の光放射面から放射される光による人体への影響度である相対紅斑紫外線量Ｉ_ｒｅｌを算出する。
また、この第二の工程においては、基準光の分光放射照度Ｅ_{λ＿ｓｔｄ}を、上記波長区間で測定する。また、基準光の分光放射照度Ｅ_{λ＿ｓｔｄ}と紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとを乗算し、上記波長区間で波長積分して、基準紅斑紫外線量Ｉ_{ＣＩＥ＿ｓｔｄ}を算出する。さらに、基準紅斑紫外線量Ｉ_{ＣＩＥ＿ｓｔｄ}を基準光の分光放射照度Ｅ_{λ＿ｓｔｄ}の上記波長区間の積分値で規格化して、基準光による人体への影響度である基準相対紅斑紫外線量Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}を算出する。
そして、この第二の工程において、基準相対紅斑紫外線量Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}を相対紅斑紫外線量Ｉ_ｒｅｌで除して補正係数ｐを算出し、設定照射量Ｈに補正係数ｐを乗じて、補正後の設定照射量Ｈ’を算出する。

このように、基準光を治療光とした場合に適した設定照射量Ｈを、基準光による人体への影響度（基準相対紅斑紫外線量Ｉ_{ｒｅｌ＿ｓｔｄ}）と、本治療器の光放射面から放射される光による人体への影響度（相対紅斑紫外線量Ｉ_ｒｅｌ）とに基づいて補正してＬＥＤ光源を点灯させる。したがって、基準光と本治療器から放射される光との間で波長の差異が生じている場合であっても、本治療器から放射される光に適した照射量で紫外線照射を行うことができる。そのため、患部に副作用を生じさせることなく、優れた治療効果を得ることができる。
また、上記基準光を、従来の紫外線治療器の光源であるエキシマランプから放射される光とすることで、医師は、従来の紫外線治療器において設定していた照射量を本治療器に入力する設定照射量Ｈとしてそのまま使用することができる。つまり、医師は、紫外線治療器の光源の違い（エキシマランプであるかＬＥＤであるか）や、ＬＥＤ光源の個体差による波長の違い等を意識することなく、従来と同様に紫外線治療器を使用することができる。

（変形例）
上記実施形態においては、紫外線治療器１の記録部４３に放射照度Ｅを記録し、制御ユニット４５は、補正後の設定照射量Ｈ’を放射照度Ｅで除算することで、ＬＥＤ光源からの光の照射時間ｔ’を算出し、算出された照射時間ｔ’、ＬＥＤ光源を点灯させる場合について説明した。しかしながら、光の照射量が補正後の設定照射量Ｈ’となるようにＬＥＤ光源を点灯させることができればよく、制御ユニット４５は、光の照射時間ではなく、光の放射照度（ＬＥＤ光源の電流値）を制御するようにしてもよい。
この場合、制御ユニット４５は、補正後の設定照射量Ｈ’を予め設定された照射時間で除算することで光放射面からの放射照度を算出し、算出された放射照度で、上記の予め設定された照射時間、ＬＥＤ光源を点灯させる。つまり、この場合には、記録部４３に放射照度Ｅを記録する必要はない。

また、上記実施形態においては、紫外線治療器１の記録部４３に補正係数ｐを記録し、制御ユニット４５は、設定照射量Ｈに補正係数ｐを乗じて補正後の設定照射量Ｈ’を算出する場合について説明した。しかしながら、記録部４３には、設定照射量Ｈを補正するためのパラメータが記録されていればよく、例えば、記録部４３には、補正係数ｐの算出に必要な情報として、基準光の分光パラメータ（または分光放射照度）と、本治療器から放射される光の分光スペクトル（または分光放射照度）と、紅斑作用スペクトルＳ_ｅｒとを記録してもよい。
この場合、制御ユニット４５は、記録部４３に記録された情報に基づいて補正係数ｐを算出し、設定照射量Ｈに算出された補正係数ｐを乗じて補正後の設定照射量Ｈ’を算出する。

さらに、上記実施形態においては、波長３０８ｎｍの光を治療光とする場合について説明したが、治療光の波長は疾患に応じて任意に設定することができる。
また、上記実施形態においては、基準光を放射する基準光源がエキシマランプである場合について説明したが、基準光は、蛍光灯などのランプが放射する光、ＬＥＤが放射する光、単一の線スペクトルなどの任意のスペクトル形状を有する光であってもよい。

本発明の紫外線治療器においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、分光放射照度を積分して放射照度を算出したり、分光スペクトルと放射照度とに基づいて分光放射照度を算出したりしてもよい。
あるいは、分光放射照度や分光スペクトルを介さず、ＵＶインデックスから紅斑紫外線量や補正係数を算出してもよい。

１…紫外線治療器、２…治療具、４…本体部、４１…入力部、４２…表示部、４３…記録部、４４…電源ユニット、４５…制御ユニット、４６…ＬＥＤ駆動ユニット

本発明は、ＬＥＤを光源とした紫外線治療器に関する。

そこで、本発明は、ＬＥＤ光源の個体差によらずに、副作用を生じさせることなく、優れた治療効果を得ることができる紫外線治療器を提供することを課題としている。

Claims (15)

1. 紫外線を含む光を放射するＬＥＤ光源、および当該ＬＥＤ光源からの光を放射する光放射面を有する光源部と、当該ＬＥＤ光源の点灯を制御する制御部と、を備える紫外線治療器であって、
   基準光源から放射される基準光を治療光として用いた場合に患者に照射すべき当該治療光の照射量である設定照射量を入力する入力部と、
   前記設定照射量を補正するためのパラメータを記録する記録部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記記録部に記録された前記パラメータに基づいて、前記入力部により入力された設定照射量を補正する補正部と、
   前記光の照射量が前記補正部により補正された補正後の設定照射量となるように前記ＬＥＤ光源を点灯させる点灯制御部と、を備え、
   前記補正後の設定照射量は、前記基準光による人体への影響度と、前記光放射面から放射される光による人体への影響度とに基づいて導出される照射量であることを特徴とする紫外線治療器。
2. 前記記録部は、前記パラメータとして、前記基準光による人体への影響度を前記光放射面から放射される光による人体への影響度で除した値である補正係数を記録し、
   前記補正部は、前記入力部により入力された設定照射量に、前記記録部に記録された前記補正係数を乗じることで、前記補正後の設定照射量を算出することを特徴とする請求項１に記載の紫外線治療器。
3. 前記記録部は、前記パラメータとして、前記基準光の分光スペクトルと、前記光放射面から放射される光の分光スペクトルと、紅斑作用スペクトルと、を少なくとも記録し、
   前記補正部は、
   前記記録部に記録された前記基準光の分光スペクトルと前記紅斑作用スペクトルとの積に基づいて前記基準光による人体への影響度を算出するとともに、前記記録部に記録された前記光放射面から放射される光の分光スペクトルと前記紅斑作用スペクトルとの積に基づいて前記光放射面から放射される光による人体への影響度を算出し、
   前記基準光による人体への影響度を前記光放射面から放射される光による人体への影響度で除した値である補正係数を算出し、
   前記入力部により入力された設定照射量に前記補正係数を乗じることで、前記補正後の設定照射量を算出することを特徴とする請求項１に記載の紫外線治療器。
4. 前記記録部は、前記光放射面から放射される光の放射照度を記録し、
   前記点灯制御部は、
   前記補正後の設定照射量を前記光放射面から放射される光の放射照度で除することで、前記ＬＥＤ光源からの光の照射時間を算出し、算出された照射時間で、前記ＬＥＤ光源を点灯させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の紫外線治療器。
5. 前記点灯制御部は、
   前記補正後の設定照射量を予め設定された照射時間で除することで、前記光放射面から放射される光の放射照度を算出し、算出された放射照度で、前記照射時間、前記ＬＥＤ光源を点灯させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の紫外線治療器。
6. 前記影響度は、分光スペクトルと紅斑作用スペクトルとの積を予め設定された波長区間で波長積分した値であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の紫外線治療器。
7. 前記波長区間は、２５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の紫外線治療器。
8. 前記影響度は、ＵＶインデックスであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の紫外線治療器。
9. 前記ＬＥＤ光源は、波長３０８ｎｍ以上３１３ｎｍ以下にピークを有する光を放射するように製造されたものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の紫外線治療器。
10. 前記ＬＥＤ光源は、波長３０８ｎｍにピークを有する光を放射するように製造されたものであることを特徴とする請求項９に記載の紫外線治療器。
11. 前記基準光源は、波長３０８ｎｍ以上３１３ｎｍ以下にピークを有する光を放射するランプであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の紫外線治療器。
12. 前記基準光源は、エキシマランプであることを特徴とする請求項１１に記載の紫外線治療器。
13. 前記基準光源は、波長３０８ｎｍ以上３１３ｎｍ以下にピークを有する光を放射するＬＥＤ光源であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の紫外線治療器。
14. ＬＥＤ光源から出射される紫外線を含む光を放射する光放射面を有する紫外線治療器の紫外線照射方法であって、
    基準光源から放射される基準光を治療光として用いた場合に患者に照射すべき当該治療光の照射量である設定照射量を入力する第一の工程と、
    前記基準光による人体への影響度と、前記光放射面から放射される光による人体への影響度とを比較して、前記設定照射量を補正する第二の工程と、
    前記光の照射量が補正後の前記設定照射量となるように前記ＬＥＤ光源を点灯させる第三の工程と、を含むことを特徴とする紫外線治療器の紫外線照射方法。
15. 前記第二の工程は、
    前記光放射面から放射される光の分光スペクトルを、予め設定された波長区間で測定する工程と、
    前記光放射面から放射される光の分光スペクトルと紅斑作用スペクトルとを乗算し、前記波長区間で波長積分して、紅斑紫外線量を算出する工程と、
    前記紅斑紫外線量を前記光放射面から放射される光の分光スペクトルの前記波長区間の積分値で規格化して、前記光放射面から放射される光による人体への影響度である相対紅斑紫外線量を算出する工程と、
    前記基準光の分光スペクトルを、前記波長区間で測定する工程と、
    前記基準光の分光スペクトルと前記紅斑作用スペクトルとを乗算し、前記波長区間で波長積分して、基準紅斑紫外線量を算出する工程と、
    前記基準紅斑紫外線量を前記基準光の分光スペクトルの前記波長区間の積分値で規格化して、前記基準光による人体への影響度である基準相対紅斑紫外線量を算出する工程と、
    前記基準相対紅斑紫外線量を前記相対紅斑紫外線量で除し、補正係数を算出する工程と、
    前記設定照射量に前記補正係数を乗じて、前記補正後の設定照射量を算出する工程と、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の紫外線治療器の紫外線照射方法。

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