JP3277254B2 - 患者の食道の腫瘍に対する光力学的治療用散光器 - Google Patents

患者の食道の腫瘍に対する光力学的治療用散光器

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は患者の食道の腫瘍に対す
る光力学的治療用散光器に関する。この散光器は、チュ
ーブ内にレーザ光を供給する光ファイバを有し、この光
ファイバーからの軸方向の入射光をチューブの半径方向
に反射させるために、チューブ内に組成物を包含しかつ
この組成物内に粒子が埋め込まれ、光ファイバの反対側
に位置するチューブ前端部に鏡を設けて、スリーブ状プ
ローブハウシングと同軸状に配設されている。
【０００２】
【従来の技術】この種の散光器はフーベルト バン デ
ン ベルク（Hubert van den Bergh）による1986年５月
号『イギリスの化学(Chemistry in Britain)』第22巻、
第５号、「癌治療における光とポルフィリン」により公
知であり、この散光器の先端にはサヴァリ−ジラード(S
avary-Gillard)拡張器を備え、これは直径約20mm、全体
の長さ約75mmのプローブハウジングを有し穏やかに導き
入れることを可能にしている。スリーブ状のプローブハ
ウジングはＰＭＭＡから成り、距離表示のあるナイロン
パイプの先端に接続されている。光ファイバはナイロン
パイプの内腔を通って伸び、半径方向に光を分散するチ
ューブから少し離れたプローブハウジングの中で止ま
る。チューブは、ＰＴＦＥから成り、0.1%から１％の密
度で加えられた２酸化チタン粒子を含むエポキシ樹脂で
満たされている。光ファイバに最も近い第１の部分は、
0.5%２酸化チタンの中間濃度である。チューブの中間部
分は0.1%の濃度であり、最終部分は 濃度１％２酸化チ
タン粒子を有する。粒子の直径は0.2 μm なので、同じ
位の強さの光の波長の場合には、大きく波長に依存する
デービー拡散が結果として生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冒頭
に述べられた種類の散光器を提供することであり、かつ
経時劣化せずまた光力学的治療に要求される均質な照射
線量と高熱治療に要求されるより長い波長の均質な照射
線量を可能とすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光を反
射する粒子を光の波長に比較して大きな直径を持つ粒子
とし、かつ組成物の屈折率とは異なる屈折率を持つ粒子
とすることによって達成される。
【０００５】本発明の好ましい実施態様としては、粒子
が直径約40μmの石英粒子であり、組成物がシリコンか
らなることである。食道において可能な限り均質な光を
得るために、チューブは石英粒子の異なる密度を有する
軸方向に連続する部分によって構成されている。レーザ
光が直接衝突する第１の部分は、先端に向かって軸方向
に続く部分よりもより高い石英粒子密度を持っている。
石英の密度の高い第１の部分は、好ましくは石英粒子の
比較的低い密度を持つ少なくとも１つの部分に軸方向に
接触しており、またその部分は石英粒子の中程度の密度
を持つ最終部分に軸方向に接触していることが好まし
い。最初の部分と最終部分の間に中間区域として、非常
に低い石英密度と低い石英密度の２つの部分があれば特
に有効である。制御された高熱治療を有効なものとする
ために、熱モニタ装置に接続された熱素子がプローブハ
ウジングの表面に設けられている。光を供給するための
光ファイバに加えて、光モニタ用ファイバを設けること
が好ましく、そのファイバの末端面は、光ファイバの近
くに横方向にずれて配置され、またチューブの後端から
戻る光の一部がそこに衝突する。光モニタ用ファイバは
光強度制御モニタ装置に接続されており、これにより、
光力学的治療がモニタされ正確に制御されることが可能
になる。
【０００６】
【作用】光ファイバによりチューブに供給されたレーザ
光は、チューブ内に充填された組成物（シリコン充填
物）に導入される。組成物には光の波長に比較して大き
い直径を有する石英の粒子が散在して埋め込まれてお
り、かつ組成物と石英の粒子の屈折率が異なるため、軸
方向に入射した光は半径方向に、即ち、放射状に分散さ
れる。
【０００７】また、チューブは石英粒子の密度の異なる
部分を軸方向に連続して構成されている。石英粒子の密
度は、光が直接衝突する最初の部分の密度を高く、最終
部分を中程度に、そして最初の部分と最終部分の中間区
域を低密度になっている。このような軸方向の密度の配
置によって患者の食道における非常に高程度の均質な光
線量を得ることができ、光力学的治療のための短波長の
光と、高熱治療のためのより長い波長の双方が良好に分
散される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１にもとづいて
説明する。図１に示されている散光器は、スリーブ状プ
ローブハウジング１を有し、そのハウジング１は外径15
〜18mm で全体の長さ約77mm〜117mmをもつＰＭＭＡ筒体
の形状をなしている。図１に示されているように、前
端、図１において右側は、チップ３に終わっている円形
状のサバリ−ジラード拡張部材２に接続されており、こ
れによって、腫瘍を患い光力学的療法による処置を受け
る患者の食道の中へ散光器を滑らかに挿入することがで
きる。
【０００９】Ｘ線画像において散光器の位置を観察する
ためには、Ｘ線マーカ４がチップ３の近くに設けられて
いる。
【００１０】プローブハウジング１の後端部は、散光器
の挿入の深さをモニタできるように表面に長さを示すマ
ーク（図には示されていない）を印したナイロンパイプ
５に接続されている。ナイロンパイプ５の内側には光フ
ァイバ６が通っており、それには供給端（図には示され
ていない）においてレーザ光が衝突する。光力学的治療
のためには、光波長0.630 μm のレーザが用意される。
高熱治療の場合には、レーザ光の波長としては、例え
ば、1.064 μm が光ファイバー６に供給される。このよ
り長い波長の光は患者の組織の中により深く浸透し、比
較的均質な加熱に使うことが出来る。
【００１１】光ファイバ６の前端７は、支持部材８に固
定され、軸方向に動かない方法でプローブハウジング１
の中に係止され、その部材を通って同軸状に伸びてい
る。光ファイバ６の末端面９は、支持部材８の図１にお
いて右側に面している末端面とほぼ均一な面であり、腔
部11を通過して散光器の前部末端の方向に広がるビーム
10を放射する。
【００１２】図１から分かるように、プローブハウジン
グ１の内部には、プローブハウジング１に対して同軸に
走るＰＴＦＥのチューブ12があり、またチューブ12の後
端は、図面の左側で、支持部材８と係合している。チュ
ーブ12の後端部の外周はアルミニウムリング13に囲繞さ
れており、その内面は、衝突する光を反射する。アルミ
ニウムリング13は、チューブ12内部のシリコン充填物14
に広がるビーム10が衝突する位置にまでチューブの前端
部の方向に伸びている。この位置において、広がるビー
ム10はその最大直径に達し、それはチューブ12の内径よ
り若干小さい。シリコン充填物14は、直径40μm の石英
粒(grains)あるいは石英粒子(particles) を含んでい
る。シリコン充填物14に埋め込まれている石英粒によっ
て石英とシリコンの間を通過する入射光が曲がりその結
果屈折作用を生じる。これはこれら２つの材料の異なる
屈折率が原因となっている。この屈折作用は波長に依存
するが、その程度は比較的小さく、従って石英粒が散在
しているシリコン充填物14は軸方向にチューブ12へ入る
光を半径方向に、即ち、光を放射状に分散することがで
き、そのとき波長依存性はわずかなだけである。
【００１３】プローブハウジング１に同心状に配置され
たチューブ12は、軸方向に石英の密度が異なるシリコン
充填物14を有することが好ましい。本発明の好ましい実
施態様において、食道において可能な限り均質な光を得
るために、チューブは石英粒子の異なる密度を有する軸
方向に連続する部分によって構成されている。レーザ光
が直接衝突する第１の部分は、先端に向かって軸方向に
続く部分よりもより高い石英粒子密度を持っている。
【００１４】約12ｍｍの長さを有する第１の部分15に
は、高密度の石英粒、約0.3%重量の密度の石英粒があっ
てもよい。石英の密度の高い第１の部分は、好ましくは
石英粒子の比較的低い密度を持つ少なくとも１つの部分
に軸方向に接触しており、またその部分は石英粒子の中
程度の密度を持つ最終部分に軸方向に接触していること
が好ましい。第１の部分と最終部分の間に中間区域とし
て、非常に低い石英密度と低い石英密度の２つの部分が
あれば特に有効である。
【００１５】第１の部分15に続く第２の部分16は、11mm
の長さで、約0.1%重量の低濃度の石英粒を有する。それ
に続く第３部分17は14mmの長さで約0.06% 重量の極低濃
度の石英粒である。第４の部分18は８mmの長さで、シリ
コン充填物14は直径40μm の石英粒子で、約0.25% 重量
の中間密度を有する。このような軸方向の密度の配置に
よって患者の食道における非常に高程度の均質な光線量
を得ることができ、光力学的治療のための短波長の光
と、高熱治療のためのより長い波長の光の双方が良く分
散される。シリコンは高度に透明でありそして経時変化
に安定性があるので有利である。
【００１６】チューブ12の外側表面とプローブハウジン
グ１の内側表面の間は、アルミニウムリング13と前部閉
止部材20の間に伸びる環状スペース19である。
【００１７】チューブ12の前端には、アルミニウム筒体
21が突出しており、その末端面22は、図面では左に面し
て、鏡の形をしており、光の分散の均質性に役立つ。
【００１８】プローブハウジング１の中間部分およびそ
の表面には、ほんの小さな影を落としている非常に小さ
な熱素子23があるが、これは散光器の散光および光を当
てられた組織によって十分に補償される。熱素子23は、
電線24によって図面には示されていない温度モニター装
置に接続されている。同様に図には示されていない光強
度制御モニタ装置は、光モニタファイバ25に接続されて
おり、この光モニタファイバは電線24および光ファイバ
６のように、ナイロンパイプ５を通って伸びており、光
ファイバ６の末端面９の近くの末端面に至る。このよう
にして光モニタファイバ25によって、腔部11における光
の強度をモニタ制御し、よって、患者の照射に使われる
光強度をモニタ制御することが可能となる。
【００１９】プローブハウジング１の内側の半周に反射
金属コーティングを施し、散光器の光が360 度を越える
半径方向ではなく180 度をわずかに越える半径方向に放
射されるようにしてもよい。反射金属コーティングはプ
ローブハウジング１の内側に直接塗装されてもよいし、
あるいは環状スペース１９へ導入されそして溝状の反射
金属コーティングが施されている付加部分へ塗装されて
もよい。
【００２０】上述の石英粒の代わりに、シリコンの屈折
率とは異なる屈折率を持つ透明な粒を使うことも可能で
ある。特に、粒子は、直径約40μm の、ガラス、酸化ア
ルミニウム、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フリ
ントガラスから構成してもよい。
【００２１】シリコンの代わりに、その他の適切な透明
性と安定性を持ったプラスチックあるいは組成物を使用
することも可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上に述べたことから明らかなように本
発明の散光器は、光ファイバによりチューブ内に導かれ
て軸方向に通過するレーザ光が、光の波長に比較して大
きい直径を有する石英の粒子を含む組成物によって半径
方向に放射して分散され、さらにチューブ内に組成物と
石英粒子の複数の異なる密度の区域を設けたことによ
り、経時劣化せずまた光力学的治療に要求される均質な
照射線量と高熱治療に要求されるより長い波長の均質な
照射線量が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、患者に対して光力学的療法と高熱処
置を同時に行える散光器の一実施例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１ プローブハウジング ６ 光ファイバ 12 チューブ 14 組成物（シリコン充填物） 15 第１の部分 16,17 中間部分 18 最後の部分 22 鏡 23 熱素子 25 光モニタファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ ムニエ スイス国 1010 ローザンヌ バーモン 18 (56)参考文献 米国特許出願公開4660925（ＵＳ，Ａ) 米国特許出願公開4693556（ＵＳ，Ａ) 英国特許出願公開2154761（ＧＢ，Ａ) 国際公開85／5262（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 18/20 A61N 5/06

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 患者の食道の腫瘍に対する光力学的治療
    用散光器であって、(a) 前端部と後端部を有するチューブと、 (b) 前記後端部から前記前端部に向けて前記チューブ
    内を軸方向に通過する特定の波長のレーザー光を導くた
    めの光ファイバーと、 (c) 前記後端部と前記前端部の間の前記チューブ内に
    埋め込まれ、その中に石英粒子を含む組成物と、 (d) 前記組成物と前記前端部の間の前記チューブ内に
    あって前記光ファイバーの反対側の間に配置された鏡
    と、 (e) 前記レーザー光を前記チューブの半径方向に反射
    させるように、前記チューブ、光ファイバー、組成物、
    及び鏡を同軸に配置するスリーブ形状のプローブハウジ
    ングとを備え、 前記組成物は、第１の屈折率を有し、前記石英粒子は、
    前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率を有し、前記石
    英粒子は、前記レーザー光の前記特定の波長よりも大き
    な直径を有し、前記組成物は、少なくとも第１の部分
    と、軸方向に配置された最後部分とを含んでいる複数の
    異なる区域を有し、かつ前記複数の区域の前記最終部分
    が、前記チューブの前端部に近接しており、前記組成物
    に埋め込められた前記石英粒子が、前記異なる区域にお
    いて異なる密度 を有することを特徴とする散光器。
  2. 【請求項２】 前記粒子が直径約40μｍの石英粒子であ
    ることを特徴とする請求項１の散光器。
  3. 【請求項３】 前記チューブ(12)が軸方向に互いに連続
    する部分（15から18）を有し、異なった密度の石英粒子
    を有することを特徴とする請求項１または２の散光器。
  4. 【請求項４】 前記レーザ光(10)を直接受ける前記第１
    の部分が、それに連続する部分（16から18）より大きな
    密度の石英粒子を有することを特徴とする請求項３の散
    光器。
  5. 【請求項５】 前記第１の部分(15)は、高密度の石英粒
    子を有し、それには低密度の石英粒子を有する少なくと
    も一つの部分(16、17) が軸方向に隣接し、更に中間密度
    の石英粒子を有する最終部分(18)が軸方向に隣接するこ
    とを特徴とする請求項４の散光器。
  6. 【請求項６】 ２つの部分(16,17) がそれぞれ極低密度
    と低密度の石英粒子を有し、第１の部分(15)と最終部分
    (18)の間の中間区域に設けられたことを特徴とする請求
    項５の散光器。
  7. 【請求項７】 熱素子(23)をプローブハウジング１の表
    面に具備したことを特徴とする請求項１ないし６のいず
    れか１つに記載の散光器。
  8. 【請求項８】 光モニタ用ファイバ(25)が設けられ、そ
    の後端面は光ファイバ(6,9) に対し横方向にずれるよう
    に配設され、チューブ(12)の後端から戻った一部の光を
    受けることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１
    つに記載の散光器。
  9. 【請求項９】 前記熱素子(23)が熱モニタ装置に連結さ
    れていることを特徴とする請求項７の散光器。
  10. 【請求項１０】 前記光モニタ用ファイバが光強度制御
    モニタ装置に連結されていることを特徴とする請求項８
    の散光器。
  11. 【請求項１１】 組成物がシリコン(14)であることを特
    徴とする請求項１ないし10のいずれか１つに記載の散光
    器。
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