JP2023142424A - 紫外線治療器 - Google Patents

Abstract

【課題】経年変化による光出射窓の透過率の低下を防止して、紫外線を含む光の放射照度を維持することができる紫外線治療器を提供する。
【解決手段】紫外線治療器は、紫外線を含む光を放射する紫外線光源６と、紫外線光源を収容する筐体４とを備え、筐体が光を透過させて外部に出射させる光出射窓１０と、光出射窓の外周に、光出射窓の外表面に交差する方向に外表面から突出する窓枠１１とを備え、窓枠が、治療に際して患部を取り囲む皮膚の表面に接触させられるとともに、光出射窓の外表面への患部の接触を阻止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、紫外線治療器に関する。

従来、健常部への紫外線の照射を避け、患部に局部的に紫外線を含む光を照射可能なターゲット型の紫外線治療器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この紫外線治療器は、照射面にガラス製の光出射窓を備えており、光出射窓の外表面を患部に接触させた状態で紫外線を含む光を放射する。

特許第６２５６８１３号明細書

特許文献１の紫外線治療器は、治療の都度に、患部に光出射窓を接触させるので、光出射窓に体液、皮脂、化粧品、サンスクリーン剤等が付着する。体液等が付着した状態で使用されると、経年変化によって光出射窓に白濁（ヤケ）が発生し、透過性が損なわれ、紫外線を含む光の放射照度が低下する。光出射窓のヤケは光出射窓の材料の表面の変質により生ずるため、水あるいはアルコール洗浄等によっては落とすことができない。
したがって、光出射窓にヤケを発生させることを防止して、透過性を保持し、紫外線を含む光の放射照度の低下を防止することが望まれている。

本開示の第１の態様は、紫外線を含む光を放射する紫外線光源と、該紫外線光源を収容する筐体とを備え、該筐体が、前記光を透過させて外部に出射させる光出射窓と、該光出射窓の外周に、該光出射窓の外表面に交差する方向に該外表面から突出する窓枠とを備え、該窓枠が、治療に際して患部を取り囲む皮膚の表面に接触させられるとともに、前記光出射窓の前記外表面への前記患部の接触を阻止する紫外線治療器である。

本態様によれば、紫外線治療器を用いて患部の治療を行う場合には、筐体に設けられた窓枠の先端面を、患部を取り囲む皮膚の表面に接触させ、紫外線光源を作動させて紫外線を含む光を放射させる。これにより、紫外線光源から放射された光が光出射窓を透過して、患部の表面に照射される。

この場合において、窓枠が光出射窓の外表面よりも、外表面に交差する方向に突出しているので、窓枠の先端面が患部を取り囲む皮膚に接触した状態であっても患部表面が光出射窓の外表面に接触することが阻止され、患部表面の体液、皮脂、化粧品、サンスクリーン剤等が、光出射窓に付着することを防止できる。その結果、経年変化による光出射窓の透過率の低下を防止して、紫外線を含む光の放射照度を維持することができる。なお、窓枠が接触する患部を取り囲む皮膚の表面も患部の一部であることを除外するものではない。

上記態様においては、前記窓枠が、前記光出射窓の前記外表面から１０ｍｍ以上突出していてもよい。
本態様によれば、窓枠を、患部を取り囲む皮膚の表面に押し当てることにより、窓枠の内側の患部表面が光出射窓に向かって盛り上がっても、盛り上がった患部表面が光出射窓の外表面に接触することをより確実に防止することができる。

また、上記態様においては、前記紫外線光源が、複数のＬＥＤを備え、前記窓枠の内面に、前記光を反射する反射面を備えていてもよい。
本態様によれば、複数のＬＥＤから放射される光の強度あるいは波長がばらついていても、窓枠の内面の反射面により、複数のＬＥＤからの光を混ぜ合わせて、均一な放射照度および波長分布の光として患部表面に照射することができる。これにより、患部表面において均一な治療効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る紫外線治療器を示すブロック図である。 図１の紫外線治療器の治療具の一例を示す縦断面図である。 図２の治療具の窓枠の先端面と光出射窓との関係を示す部分的な斜視図である。 図２の治療具の窓枠の先端面と光出射窓との距離を決めるために行った測定結果を示す図である。 図２の治療具の窓枠の先端面を人の皮膚に押し当てたときの皮膚の隆起を説明する部分的な縦断面図である。

本開示の一実施形態に係る紫外線治療器１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る紫外線治療器１は、図１に示されるように、治療具２と、治療具２を制御する本体部３とを備えている。

治療具２は、図２に示されるように、操作者によって把持される把持部５を備える筐体４と、筐体４内に収容された紫外線光源６とを備えている。また、治療具２は、紫外線光源６において発生した熱を冷却するためのヒートシンク７と、ヒートシンク７の放熱性を向上するための冷却ファン８とを備えている。図中、符号９は、冷却ファン８により、筐体４内部の空気を筐体４外部に排出するために筐体４に設けられた複数の孔である。

筐体４は、紫外線光源６から放射される紫外線を含む光を透過させて外部に出射させる光出射窓１０と、光出射窓１０の外周を取り囲む位置に配置された四角筒状の窓枠１１とを備えている。光出射窓１０は、透過性を有するガラスまたは樹脂により構成されている。

窓枠１１は、紫外線光源６から光出射窓１０までの通路を取り囲む筒状の導光部１２と、導光部１２の先端に設けられた先端面１３とを備える。導光部１２は、内側において光を反射する作用を有する。
筐体４の把持部５には、把持部５を把持した操作者の手の指によって操作されることにより、紫外線光源６の点灯／消灯を切り替えるスイッチ１４が設けられている。

紫外線光源６は、例えば、３０８～３７０ｎｍの波長範囲の紫外線を含む光を放射するＬＥＤ１５と、ＬＥＤ１５が実装されたメタル基板１６とを備えている。
ＬＥＤ１５から放射される３０８ｎｍ～３１３ｎｍの波長範囲の中波紫外線は、乾癬、類乾癬、掌蹠膿疱症、悪性リンパ腫、菌状息肉腫、慢性苔癬状粃糠疹、尋常性白斑、アトピー性皮膚炎、円形脱毛症等の治療に有効である。また、３６５ｎｍの長波紫外線は、皮膚Ｔ細胞性リンパ腫、菌状息肉腫、強皮症、異汗性湿疹等の治療に有効である。

メタル基板１６は、ベースまたはコアに金属を使用した基板であって、ＬＥＤ１５が発生する熱をヒートシンク７に効率よく伝導させる。メタル基板１６のベースまたはコアに用いられる金属としては、熱伝導性の高いアルミニウム、銅またはそれらの合金が採用される。
ヒートシンク７も、熱伝導性の高いアルミニウム、銅またはそれらの合金により作成され、表面積を大きくして放熱を促進する形状、例えば、フィン形状等を有している。

本体部３は、入力部１７と、表示部１８と、電源ユニット１９と、制御ユニット２０と、ＬＥＤ駆動ユニット２１とを備える。治療具２と本体部３とは接続線２２により接続されている。接続線２２は、太線によって示す電源線２３と、細線によって示す信号線２４とを備えている。

入力部１７は、操作者（例えば、医師）により入力された設定照射量を取得し、その情報を制御ユニット２０に出力する。
表示部１８は、紫外線の放射照度および照射時間、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１８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。

電源ユニット１９は、外部電源２５から供給された電力を、後段の各ユニット１８，２０，２１に適切な電圧に変換して供給する。
制御ユニット２０は、入力部１７から入力された設定照射量に基づいてＬＥＤ駆動ユニット２１を制御し、ＬＥＤ１５の点灯時間等を制御する。ＬＥＤ駆動ユニット２１は、制御ユニット２０からの制御信号に従い、ＬＥＤ１５にそれぞれ給電を行う。

本実施形態に係る紫外線治療器１においては、図２および図３に示されるように、筐体４に設けられた光出射窓１０の外周を取り囲む窓枠１１が、光出射窓１０の外表面に対して一段高く突出した位置に、光出射窓１０の外表面と平行な平坦な先端面１３を配置している。すなわち、光の放射方向に最先端に位置する窓枠１１の先端面１３に対して、光出射窓１０の外表面が紫外線光源６方向に引っ込んだ位置に配置されている。

光出射窓１０は、例えば、５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形である。窓枠１１の先端面１３は、光出射窓１０の外表面に対して１０ｍｍ以上突出した位置に配置されている。
ここで、窓枠１１の先端面１３の光出射窓１０に対する突出量を１０ｍｍに設定した理由について説明する。

図３に示されるように、開口サイズ（５０ｍｍ×５０ｍｍ）を有する窓枠１１の先端面１３を、人の体の各部位に押し当てる実験を行った。このときの、窓枠１１の内側に光出射窓１０に向かって盛り上がる皮膚の盛り上がり高さを、３名の被検者について測定した結果、図４に示される結果が得られた。開口サイズについては、従来製品の寸法から決定した。

ここで、図４の各部位は、以下の通りに、紫外線療法において対象となる疾患の好発部位から決定した。
頬：白斑、アトピー性皮膚炎の好発部位
手掌：掌蹠膿疱症の好発部位
手背：白斑の好発部位
肘：乾癬、白斑、アトピー性皮膚炎の好発部位（肘は延ばした状態で測定した）
体幹：菌状息肉腫の好発部位
足底：掌蹠膿疱症の好発部位
踵：掌蹠膿疱症の好発部位

このように構成された本実施形態に係る紫外線治療器１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る紫外線治療器１を用いて紫外線治療を行うには、まず、操作者が、本体部３の入力部１７から設定照射量を入力する。入力された設定照射量は、制御ユニット２０に送られ、制御ユニット２０において、あらかじめ設定された紫外線を含む光の放射照度に基づき照射時間が算出される。

そして、図５に示されるように、操作者が、治療具２の筐体４の把持部５を把持し、筐体４に設けられた窓枠１１の内側に患部Ｘを配置するよう治療具２を患者に近接させる。そして、窓枠１１の先端面１３によって患部Ｘの照射範囲が取り囲まれる位置において、窓枠１１の先端面１３を患者の患部Ｘを取り囲む皮膚の表面に接触させる。

これにより、窓枠１１によって取り囲まれている光出射窓１０が患部Ｘの照射範囲に対向して配置され、患部Ｘに対して治療具２が位置決めされる。
この状態において、操作者が、把持部５に設けられているスイッチ１４を押すと、スイッチ１４が押されたことを示す信号が制御ユニット２０に入力される。制御ユニット２０は、スイッチ１４が押されたことを示す信号が入力されると、紫外線を、算出した照射時間にわたってＬＥＤ１５から放射させるように、ＬＥＤ駆動ユニット２１を制御する。

これにより、設定された必要な設定照射量の紫外線を含む光が患部Ｘに照射され、患部Ｘの紫外線治療が行われる。そして、算出された照射時間が経過すると、ＬＥＤ１５は自動的に消灯する。

ＬＥＤ駆動ユニット２１の作動により、ＬＥＤ１５が点灯させられると、ＬＥＤ１５から放射された紫外線を含む光が、ＬＥＤ１５に固有の配光分布で広がる。窓枠１１の内面には反射面を有する導光部１２が設けられているので、ＬＥＤ１５から放射された光が窓枠１１の内面において反射を繰り返しながら光出射窓１０を透過して放射される。

複数のＬＥＤ１５からの光が、窓枠１１の内面の導光部１２において反射を繰り返しながら放射されるので、各ＬＥＤ１５から放射される紫外線の強度あるいは波長分布にばらつきがあっても、複数のＬＥＤ１５からの光が十分に混ぜ合わせられる。これにより、窓枠１１の先端から放射される紫外線の強度および波長分布の面内ばらつきが低減され、患部Ｘに均一に照射することができる。

そして、光出射窓１０には患部Ｘの照射範囲が対向して配置されているので、紫外線を含む光が患部Ｘに照射され患部Ｘの紫外線治療が行われる。
ＬＥＤ１５が点灯するとＬＥＤ１５は発熱するが、発生した熱は、ＬＥＤ１５が実装されているメタル基板１６を経由してヒートシンク７に効率よく伝導させられ、冷却ファン８によってヒートシンク７から外部に効率よく放出される。これにより、ＬＥＤ１５は十分に冷却され、発熱による発光効率の低下を防止することができる。

この場合において、本実施形態に係る紫外線治療器１によれば、平坦な窓枠１１の先端面１３が、光出射窓１０の周囲の全周において患者の皮膚に接触し、先端面１３から一段低い位置に配置されている光出射窓１０の外表面が、対向する患部Ｘに対して間隔をあけて配置される。
患部Ｘが、人体の弾力性のない部位に配置されている場合には、窓枠１１の先端面１３が患部Ｘの周囲の皮膚に押し当てられても、患部Ｘが窓枠１１の内側において光出射窓１０の外表面に近接することはない。

一方、患部Ｘが人体の弾力性のある部位に配置されている場合に、窓枠１１の先端面１３が患部Ｘの周囲の皮膚に押し当てられると、図５に示されるように、患部Ｘが窓枠１１の内側において光出射窓１０の外表面に近接する方向に隆起する。これにより、患部Ｘと光出射窓１０の外表面との距離が近接するが、本実施形態におけるように、窓枠１１の先端面１３から１０ｍｍ低い位置に光出射窓１０を配置することにより、隆起した患部Ｘも光出射窓１０の外表面に接触する可能性は低い。

したがって、患部Ｘに体液が滲んでいても、あるいは、患部Ｘに、皮脂、化粧品、サンスクリーン剤等の物質が付着していても、それらの物質が光出射窓１０の外表面に付着することが防止される。これにより、光出射窓１０に経年変化によるヤケを発生させることを防止して、透過性を保持し、紫外線を含む光の放射照度の低下を防止することができるという利点がある。

また、紫外線治療器１の使用後に光出射窓１０が汚れていると拭き掃除が行われる。光出射窓１０が樹脂により構成されている場合には、拭き掃除によって光出射窓１０の外表面が擦られることにより、細かい傷が付きやすく、光出射窓１０の透過性が低下することになる。また、消毒のために、高濃度のアルコールによって拭き掃除が行われると、光出射窓１０が樹脂により構成されている場合には、外表面が溶けて白濁することがある。

これに対して、本実施形態によれば、光出射窓１０の外表面に体液等が付着しないので、拭き掃除を行う頻度を低減でき、光出射窓１０が樹脂により構成されていたとしても、透過性の低下を防止することができる。
紫外線の照射により、アクリル等の樹脂は劣化し、透過率が低下するが、拭き掃除による傷あるいは溶解による透過率の低下と比較すると十分に小さいので問題とはならない。

本実施形態によれば、光出射窓１０としてアクリル等の樹脂からなるものを採用することができ、治療具２の軽量化を図って操作性を向上することができるとともに、ガラスと比較して割れにくいので、耐久的に使用できるという利点もある。

また、光出射窓１０の透過性低下を防止するためには、光出射窓１０を設けることなく紫外線光源６からの光を直接、外部に放射することも考えられるが、紫外線光源６は、点灯中に高温になるため、人が誤って紫外線光源６に触れてしまうことを防止することが好ましい。本実施形態のように、光出射窓１０を設けて、その透過性の低下を防止することにより、光出射窓１０によって外部と紫外線光源６とが隔離され、人が紫外線光源６に触れてしまう不都合の発生を未然に防止することができる。

なお、本実施形態においては、窓枠１１の開口サイズとして５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形に設定したが、これに限定されるものではない。開口サイズおよび窓枠１１の形状は任意に設定することができる。特に、開口サイズが５０ｍｍ×５０ｍｍよりも小さい場合には、窓枠１１内部に入り込む皮膚の盛り上がりが小さくなる。したがって、光出射窓１０が窓枠１１の先端面１３から１０ｍｍ奥にあれば、皮膚と光出射窓とは接触しない。

治療時に人が光出射窓１０に触れないように、窓枠１１の開口サイズは少なくとも手よりも小さく設定される必要がある。日本人の成人の手長の統計データ（平均１８４．２ｍｍ、最大２１０．３ｍｍ、最小１５７．０ｍｍ）から、矩形である場合には一辺が１５７ｍｍ以下とすることが妥当である。また、窓枠１１は矩形に限定されるものではなく、円形、楕円形、多角形等任意の形状を採用できる。

また、本実施形態においては、紫外線光源６として複数のＬＥＤ１５を備える場合を例示したが、これに限定されるものではなく、従来の低圧水銀ランプあるいはエキシマランプを用いてもよい。また、窓枠１１を構成する筒体の内面、すなわち筒状の導光部１２を反射面として、複数のＬＥＤ１５からの光を多数回反射させて混ぜ合わせることとしたが、これに代えて、あるいは、これに加えて、レンズアレイあるいはフィルタ等の光学部材を採用してもよい。

１ 紫外線治療器
４ 筐体
６ 紫外線光源
１０ 光出射窓
１１ 窓枠
１２ 導光部（反射面）
１５ ＬＥＤ
Ｘ 患部

Claims (3)

1. 紫外線を含む光を放射する紫外線光源と、
   該紫外線光源を収容する筐体とを備え、
   該筐体が、前記光を透過させて外部に出射させる光出射窓と、該光出射窓の外周に、該光出射窓の外表面に交差する方向に該外表面から突出する窓枠とを備え、
   該窓枠が、治療に際して患部を取り囲む皮膚の表面に接触させられるとともに、前記光出射窓の前記外表面への前記患部の接触を阻止する紫外線治療器。
2. 前記窓枠が、前記光出射窓の前記外表面から１０ｍｍ以上突出している請求項１に記載の紫外線治療器。
3. 前記紫外線光源が、複数のＬＥＤを備え、
   前記窓枠の内面に、前記光を反射する反射面を備える請求項１または請求項２に記載の紫外線治療器。