JP7336757B2 - Filter for phototherapy equipment - Google Patents

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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。 The present invention relates to a phototherapeutic device filter used in a phototherapeutic device that treats skin diseases by irradiating ultraviolet rays.

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。 BACKGROUND ART In recent years, a method of irradiating an affected area with ultraviolet rays has been widely used as a method for treating skin diseases. As a phototherapeutic device for skin diseases that treats skin diseases with ultraviolet rays, a device that includes a discharge lamp as an ultraviolet light source and emits ultraviolet rays (UVA1) in the wavelength range of 340 to 400 nm has been put into practical use (specifically, for example "SELLAMED 2000 System Dr. Sellmeier"). A certain type of phototherapeutic device for skin diseases that has been put into practical use is configured to irradiate the affected area with light from a metal halide lamp through a plurality of (specifically, for example, three) wavelength selection filters. Therefore, there is a problem that the utilization efficiency of the light (ultraviolet rays) from the ultraviolet light source is low.

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。
Therefore, it has been proposed to use an LED element as an ultraviolet light source in a skin disease phototherapy device that treats a skin disease with ultraviolet light (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
The phototherapy device for skin disease according to Patent Document 1 has a plurality of LED elements arranged on a circular substrate or on the concave surface of a housing having a concave surface. Further, in Patent Document 2, an LED element having a peak wavelength in the wavelength range of 350 to 390 nm is used for intractable eczema, dyshidrotic eczema, cutaneous T-cell lymphoma, atopic dermatitis, alopecia areata, keloid, scar, There is a description that it is effective for the treatment of skin atrophic linear and scleroderma.

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。 On the other hand, long-wavelength ultraviolet rays with a wavelength of 320 to 400 nm are known to have an immediate darkening effect of darkening the skin immediately after irradiation. Non-Patent Document 1 shows a spectrum of action on the skin, and discloses that a wavelength of 340 nm is the peak of the immediate darkening action. Immediate darkening action is that the skin darkens immediately after irradiation with long-wavelength ultraviolet rays, and then returns to its original state in several hours or several days. However, repeated immediate tanning may result in persistent long-term hyperpigmentation.

特開平10-190058号公報JP-A-10-190058 特開2007-151807号公報JP 2007-151807 A

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, 1993C.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。
The inventors of the present invention conducted extensive research and found that an LED device with a peak wavelength of radiated light of 365 nm is most effective as a light source for use in a phototherapeutic device for scleroderma. Therefore, by using an LED element that emits light with a peak wavelength of 365 nm as a light source, an excellent and efficient therapeutic effect for scleroderma can be obtained.
Skin diseases to which ultraviolet light therapy is applied range from tens of cm 2 to hundreds of cm 2 . Therefore, in the case of a phototherapy device using an LED light source, it is necessary to mount a plurality of LED elements.

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。
However, even if a plurality of LED elements manufactured aiming at a peak wavelength of 365 nm are used as the LED light source, the peak wavelength of the light emitted from the LED light source has a variation of about ±5 nm due to manufacturing variations of the LED elements. can occur. At that time, if the peak wavelength shifts to the short wavelength side with respect to 365 nm, the radiation amount of light around 340 nm increases, so an immediate blackening reaction is likely to occur. For example, for scleroderma, repeated irradiation with long-wavelength ultraviolet rays is assumed as a symptomatic treatment, so there is a high possibility that immediate blackening will be repeated and long-term pigmentation will occur. This pigmentation increases the absorption of light in the epidermis and reduces the penetration depth of the light into the targeted dermis, thus reducing treatment efficiency.
In order to obtain a phototherapeutic device capable of obtaining an excellent skin therapeutic effect while suppressing immediate blackening, the therapeutic light emitted from the phototherapeutic device has a wavelength at which the risk of immediate blackening increases is cut. must be bright light.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a filter for a phototherapeutic device that can obtain excellent skin therapeutic effects while suppressing immediate blackening.

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、色ガラスフィルタにより構成されており、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、前記複数のLED素子の放射光を入射し、透過光を前記治療光として出射する。 In order to solve the above problems, one aspect of the filter for a phototherapy device according to the present invention is a plurality of LED elements that emit light having a peak wavelength in a wavelength range of 365±5 nm and including light with a wavelength of 350 nm or less. is used as a light source to irradiate an affected area with therapeutic light, the filter for a phototherapy device is composed of a colored glass filter and has a first wavelength and a transmittance of 5%. is 350 nm or more and 365 nm or less, and has filter characteristics such that the interval between the first wavelength and the second wavelength is 30 nm or less, and the plurality of radiated light from the LED element is incident thereon , and transmitted light is emitted as the treatment light.

このように、複数のLED素子の放射光のうち、波長35nm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。 In this way, light with a wavelength of 355 nm or less is substantially blocked out of the light emitted from the plurality of LED elements, so even when the peak wavelength of the LED element falls within the range of 365±5 nm, the lower limit of variation is Even if there is, the light around 340 nm wavelength that causes the immediate darkening effect can be substantially removed from the treatment light, and the immediate darkening effect can be reduced. As a result, pigmentation due to repeated immediate darkening can be suppressed, and the deep penetration of light into the target dermis can be maintained. Therefore, by installing this filter for a phototherapeutic device, it is possible to obtain a phototherapeutic device capable of obtaining an excellent skin therapeutic effect for scleroderma while suppressing immediate blackening.

とりわけ、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ので、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。 In particular, light with a wavelength of 355 nm or less is substantially removed from the therapeutic light among the light emitted from the plurality of LED elements, so that the therapeutic effect can be higher than the side effect (immediate blackening).

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。
Furthermore, the filter for the phototherapeutic device described above may be composed of a colored glass filter.
In this case, the light utilization efficiency can be improved compared to, for example, the case where the phototherapeutic filter is a dielectric multilayer filter. In addition, since the dielectric multilayer filter depends on the incident angle, in order to improve the light utilization efficiency, the dielectric multilayer filter should be used after improving the angular characteristics of the light from the LED using a collimating lens. must be used, which complicates the filter configuration and increases the size. By configuring the filter for the phototherapeutic apparatus with a colored glass filter, the filter configuration can be simplified and the size of the filter can be reduced.

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。
Further, in the above filter for a phototherapeutic device, the midpoint wavelength between the first wavelength at which the transmittance is 5% and the second wavelength at which the transmittance is 72% is 350 nm or more and 365 nm or less; It may have filter characteristics such that the distance between the one wavelength and the second wavelength is 30 nm or less. In this case, wavelengths (unnecessary wavelengths) that increase the risk of immediate blackening can be cut, while wavelengths that increase the therapeutic effect (effective wavelengths) can be transmitted.
Furthermore, the filter for phototherapy apparatus may have a filter characteristic that the first wavelength is 340 nm or less. In this case, the effective wavelength can be properly transmitted.
Further, the filter for phototherapy apparatus may have filter characteristics such that the average value of transmittance in the wavelength range from the second wavelength to 800 nm is 80% or more. In this case, the effective wavelength can be extracted efficiently.

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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the phototherapeutic apparatus which can acquire the outstanding skin therapeutic effect, suppressing immediate blackening.

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。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a whole block diagram which shows an example of the phototherapeutic apparatus of this embodiment. 光源部の具体的構成を示す図である。It is a figure which shows the concrete structure of a light source part. 即時黒化の仕組みを示す図である。It is a figure which shows the mechanism of immediate blackening. 繰り返し照射による色素沈着を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing pigmentation due to repeated irradiation; 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。Fig. 10 shows the action spectrum of light sources, filter characteristics and instant blackening; フィルタの透過特性について説明する図である。It is a figure explaining the transmission characteristic of a filter. フィルタ透過後のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum after filter transmission. 実験1の結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of Experiment 1; 実験2の結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of Experiment 2; 色素沈着が起こった場合の作用を表す図である。It is a figure showing an effect|action when pigmentation occurs. 光源部の別の構成を示す図である。It is a figure which shows another structure of a light source part.

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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of a phototherapy device 10 according to this embodiment.
This phototherapy device 10 is a treatment device for skin diseases that performs UVA1 therapy by irradiating therapeutic light having a spectrum in the UVA1 region to an affected area.
UVA1 therapy is a treatment method that uses ultraviolet rays of 340 nm to 400 nm, and is characterized in that it reaches deeper into the skin than treatment methods that use ultraviolet rays in the UV-B region. Therefore, it is known to be effective against diseases having a etiology in the dermis, and highly effective against atopy, prurigo, and scleroderma.

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。
In this embodiment, a case where the phototherapy device 10 is a treatment device for treating scleroderma will be described.
The phototherapy device 10 includes a light source section 20 and a control section 30 that controls the light source section 20 . The light source section 20 and the control section 30 are supported by the support 11 .
The support 11 includes a pedestal 12 supported on the floor surface via wheels 18, a support 13 extending upward at the central portion of the pedestal 12, and a light source section 20 attached to the support 13 at the upper end of the support 13. and an actuating arm 14 that is pivotably supported. In the support 11 , the light source section 20 is attached to the distal end of the operating arm 14 . Also, the control unit 30 is attached to the central portion of the post 13 by a fixing member (not shown).

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。
The light source unit 20 includes, for example, a rectangular parallelepiped housing 27 and a window member 28 provided on an end face of the housing 27 , and radiates therapeutic light from the window member 28 . This window member 28 is a light irradiation window for irradiating therapeutic light onto a diseased part of a patient. The light source unit 20 may be provided with a manual lever 19 for manually swinging the light source unit 20 .
The control unit 30 includes, for example, a rectangular parallelepiped housing 37 and a graphic operation panel 39 provided on the side surface of the housing 37 . The graphic operation panel 39 can be operated by an operator (eg, doctor) of the phototherapy device 10 .

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。
FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the light source section 20. As shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the light source section 20 includes a light source unit 21 arranged in a housing section 27a formed inside a housing 27. As shown in FIG. The light source unit 21 is supported by a support member (not shown) in the housing portion 27 a and arranged to face the light irradiation window 28 . Here, the light irradiation window 28 is arranged so as to close the opening 29 of the housing portion 27a.

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。
The light source unit 21 includes a plurality of LED elements 24 as light sources. The plurality of LED elements 24 are arranged on, for example, a rectangular plate-like substrate 23 inside a rectangular tubular frame 25, for example. For example, the plurality of LED elements 24 can be arranged on the substrate 23 in a grid pattern arranged vertically and horizontally at predetermined intervals. For example, when 64 LED elements 24 are used, the LED elements 24 can be arranged in a matrix of 8×8. Note that the number and arrangement of the LED elements 24 are not limited to the above.
The distance between the substrate 23 and the light irradiation window 28 can be set to 40 mm, for example.
Further, the light source section 20 may include a heat sink 22a and an axial fan 22b for cooling the light source unit 21 on the opposite side of the light irradiation window 28 of the light source unit 21 in the housing section 27a.

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。
Further, the light source unit 20 may include an irradiation attachment 25 outside the light irradiation window 28 so as to block the opening 29 of the housing portion 27a. By providing the irradiation attachment 25, it is possible to prevent the affected part from directly touching the light irradiation window 28. - 特許庁For example, the thickness of the irradiation attachment 25 can be set to 10 mm, and the light irradiation section 28 can be arranged at a position 5 mm from the irradiation attachment 25 inside the housing section 27a.
Furthermore, the light source section 20 may include a reflecting member 27b that reflects the light emitted from the LED element 24 on the inner surface of the housing section 27a. Note that the inner surface of the housing portion 27a may be provided with a reflective property by subjecting the inner surface of the housing portion 27a to a mirror finish or the like.

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。 Each of the plurality of LED elements 24 has a peak wavelength in a wavelength range of 365±5 nm (hereinafter also referred to as a “specific wavelength range”) and emits ultraviolet light including light with a wavelength of 350 nm or less. Specifically, the plurality of LED elements 24 has a peak wavelength in a specific wavelength range and emits ultraviolet rays (UVA1) in a wavelength range of 340 nm to 400 nm. Further, the half-value width (full width at half maximum) of the optical spectrum of the plurality of LED elements 24 can be 5 nm to 20 nm.

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。
Ultraviolet light with a peak wavelength of 365 nm is the most effective light for treating scleroderma. The above specific wavelength range is a wavelength range that takes into consideration variations in the peak wavelength of LED elements manufactured aiming at a peak wavelength of 365 nm.
The peak wavelength of an LED element may vary by about ±5 nm due to manufacturing variations (variation in bandgap, etc.), unlike the emission line spectrum of a discharge lamp, for example. The specific wavelength range is set to a wavelength of 365 ± 5 nm because when using a plurality of LED elements manufactured aiming at a peak wavelength of 365 nm as a light source, the peak wavelength of each LED element may vary within the wavelength range of 365 ± 5 nm. This is foreseen.
As the LED element 24, for example, a surface-mounted LED element made of an AlInGaN-based semiconductor can be used.

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。
A cable (not shown) is electrically connected to the light source unit 21 for supplying power to the plurality of LED elements 24 included in the light source unit 21 . This cable electrically connects the light source section 20 (light source unit 21 ) and the control section 30 .
A filter 26 is arranged between the plurality of LED elements 24 and the light irradiation window 28 in the housing portion 27a. The filter 26 substantially cuts (blocks) light with a wavelength of 350 nm or less, preferably 355 nm or less, out of the light emitted from the plurality of LED elements 24 . The filter 26 is a phototherapy device filter that is attached to the phototherapy device 10 (light source unit 20). The filter 26 may be configured to be detachable from the phototherapeutic device 10 (light source unit 20). In addition, since the plurality of LED elements 24 emit light in the UVA1 wavelength range (340 nm to 400 nm), the filter 26 substantially cuts light with a wavelength of 340 nm or more and 350 nm or less, preferably 340 nm or more and 355 nm or less. can be anything.

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。
As described above, ultraviolet irradiation having a peak wavelength of 365 nm is most effective for treating scleroderma. In other words, the action spectrum of scleroderma treatment has a peak at a wavelength of 365 nm, and the therapeutic effect decreases with increasing distance from the wavelength of 365 nm. On the other hand, it is known that long-wavelength ultraviolet rays with a wavelength of 320 nm to 400 nm have an immediate darkening action of darkening the skin immediately after irradiation.
Here, the mechanism of immediate blackening will be described.
As shown in FIG. 3( a ), the structure of human skin 100 is such that the layer closest to the surface is the epidermis 110 , and the layer below it is the dermis 120 . pigment cells) serve to produce melanin-112. When irradiated with ultraviolet rays, as shown in FIG. 3(b), melanin 112 that has already been produced is photo-oxidized and blackened. After a certain period of time (several hours or days), the melanin darkened by photo-oxidation is reduced and returned to its original state, as shown in FIG. 3(c). This is how instant blackening works.
Further, when the ultraviolet irradiation is repeated and the immediate blackening is repeated, as shown in FIG. 4, the blackening of the melanin 112 accumulates and pigmentation occurs.
The action spectrum of the immediate blackening action has a peak at a wavelength of 340 nm as shown by curve S in FIG. 5, and ultraviolet irradiation with a wavelength of around 340 nm is most likely to cause immediate blackening.

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。
In this embodiment, the LED element 24 is used as the light source of the phototherapy device 10 . The light spectrum of the light emitted from the LED element 24 is broad as shown by curves a to c in FIG. 5, and includes ultraviolet light with a wavelength of around 340 nm. That is, there is a risk of immediate blackening. In FIG. 5, curve a is the light spectrum of the LED element with a peak wavelength of 365 nm, curve b is the light spectrum of the LED element with a peak wavelength of 370 nm (wavelength 365 + 5 nm), and curve c is the peak wavelength of 360 nm (wavelength 365-5 nm). ) is the optical spectrum of the LED element.
Further, as described above, the peak wavelength of the LED element 24 has a variation of about ±5 nm. Since it approaches the wavelength of 340 nm, which is the peak of the spectrum, the risk of immediate blackening increases.

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。
In order to reduce the risk of immediate blackening and obtain a therapeutic effect on scleroderma, among the light emitted from the plurality of LED elements 24, blocking of light near a wavelength of 365 nm, which is the peak of the therapeutic effect, is suppressed. , it is necessary to block light around a wavelength of 340 nm, which is the peak risk of immediate darkening.
In this embodiment, considering the balance between the therapeutic effect and the risk of immediate blackening, the filter 26 is used to substantially cut light with a wavelength of 350 nm or less among the light emitted from the plurality of LED elements 24. do. In other words, the light in the wavelength region where the risk of immediate blackening is greater than the therapeutic effect is cut. In addition, by substantially cutting light with a wavelength of 355 nm or less among the light emitted from the plurality of LED elements 24, it is possible to ensure that the therapeutic effect is higher than the risk of immediate blackening.

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。
Filter 26 may be a colored glass filter. In this case, silicate glass, phosphate glass, or the like can be used as the material of the filter 26 .
FIG. 6 is a diagram explaining each parameter indicating the transmission characteristics of the colored glass filter.
The filter 26 in this embodiment can have filter characteristics such that the transmission limit wavelength (λT) is 350 nm or more and 365 nm or less and the wavelength tilt width (Δλ) is 30 nm or less. In addition, the filter 26 can have filter characteristics such that the transmittance (TH) in the high transmission range is 80% or more. Furthermore, the filter 26 can have filter characteristics such that the absorption limit wavelength (λ5) is 340 nm or less.

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。 Here, as shown in FIG. 6, the transmission limit wavelength (λT) is the first wavelength (absorption limit wavelength (λ5)) at which the transmittance is 5%, and the second wavelength at which the transmittance is 72%. (High transmission limit wavelength (λ72)). Also, the wavelength tilt width (Δλ) is the interval between the first wavelength (absorption limit wavelength (λ5)) and the second wavelength (high transmission limit wavelength (λ72)). Furthermore, the transmittance (TH) in the high transmission range is the average value of the transmittances in the high transmission range (wavelength range from the high transmission limit wavelength (λ72) to 800 nm).

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。 If the transmission limit wavelength (λT) is short, it is not possible to cut wavelengths (unnecessary wavelengths) that increase the risk of immediate blackening. Resulting in. Therefore, λT is preferably 350 nm or more and 365 nm or less. Also, if the wavelength tilt width (Δλ) is too long, the effective wavelength and the unnecessary wavelength cannot be separated, so Δλ is preferably 30 nm or less. Furthermore, if the transmittance (TH) of the high transmission region is too low, effective wavelengths cannot be extracted efficiently, so TH is preferably 80% or more. Also, if the absorption limit wavelength (λ5) is long, the effective wavelength is cut, so λ5 is preferably 340 nm or less.

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。
Thus, the light source unit 20 has a plurality of LED elements 24 that emit light having a peak wavelength in the wavelength range of 365±5 nm, and the filter 26 receives the emitted light from the plurality of LED elements 24, Of the radiated light, light with a wavelength of 350 nm or less, preferably 355 nm or less is substantially cut, and transmitted light is emitted as therapeutic light. Then, therapeutic light, which is light transmitted through the filter 26 , is emitted from the light irradiation window 28 .
Here, as the light irradiation window 28, it is preferable to use a material having high mechanical strength as well as having optical transparency with respect to the therapeutic light. A specific example of the material of the light irradiation window 28 is, for example, quartz glass. By using silica glass as the material of the light irradiation window 28, it is possible to provide high mechanical strength and prevent breakage due to impact. In addition, when the light irradiation window 28 becomes dirty, it can be easily cleaned with alcohol or the like.

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。 The control unit 30 is provided with a control unit such as an LED driving power supply unit and a PLC (programmable logic controller) inside a housing 37, drives and controls a plurality of LED elements 24 provided in the light source unit 20, and controls the light source unit The irradiance of the light emitted by 20, emission time, etc. can be controlled.

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。
The irradiance immediately below the light irradiation window 28 is preferably 33 mW/cm 2 or more and 150 mW/cm 2 or less. The term “directly below the light irradiation window 28” refers to a range less than 3 cm from the light irradiation window 28, for example.
Here, the irradiance of 33 mW/cm 2 is necessary to obtain an ultraviolet irradiation dose (accumulated irradiation dose) of 60 J/cm 2 required for treating scleroderma with a treatment time (irradiation time) of 30 minutes. is the irradiance. In general, skin disease treatment devices are required to complete treatment within 30 minutes. On the other hand, if the irradiance is too high, the patient may feel heat and pain during treatment. An irradiance of 150 mW/cm 2 is an irradiance that can suppress the heat felt by the patient during treatment and the pain caused by the heat.

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。 Note that the control unit 30 may be capable of individually driving and controlling the plurality of LED elements 24 . In this case, the controller 30 can selectively turn on some of the plurality of LED elements 24 according to the size and shape of the affected area.

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。 When using the phototherapy device 10, the operator grips the manual lever 19 and places the light source unit 20 at a position where the light irradiation window 28 faces the diseased part of the patient. The phototherapeutic apparatus 10 is used in a state in which the diseased site and the light source unit 20 (light irradiation window 28) are in contact with each other or in close proximity (for example, separated by about 3 cm) from the viewpoint of ensuring a stable irradiance. preferably. By operating the graphic operation panel 39 of the control unit 30 by the operator, the LED element 24 to which power is supplied from the control unit 30 is lit in the light source unit 20, and the patient's diseased part is illuminated. Treatment light is irradiated (surface irradiation).

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。
In the phototherapy device 10 of this embodiment, the therapeutic light emitted from the light source unit 20 is light having a peak wavelength within the specific wavelength range. Therefore, by irradiating the affected area with the therapeutic light, collagenase (MMP1), which is an enzyme that decomposes and fragments collagen that causes skin hardening in scleroderma, can be expressed with a significant difference. . Therefore, an excellent therapeutic effect on scleroderma can be obtained.
Further, in the phototherapy device 10 according to the present embodiment, the therapeutic light emitted from the light source unit 20 is substantially cut light having a wavelength of 350 nm or less. Therefore, even when the therapeutic light is applied to the affected area, immediate blackening can be suppressed. This point will be described below based on experimental examples.

(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。
(Experimental example 1)
First, 1×10 5 cells of Normal Human Epidermal Melanocytes-Neonatal (HEMn, human melanocytes/neonatal) were seeded in a container such as a 35 mm dish, and the atmosphere in the incubator was maintained at a temperature of 37° C. using a constant humidity incubator. It was cultured for 24 hours under conditions of a carbon dioxide (CO 2 ) concentration of 5%. After that, the culture solution was removed, and 1 ml of physiological saline (Phosphate buffered saline: PBS) was added.
Then, using an LED irradiator that irradiates light having a peak wavelength in the wavelength range of 365±5 nm, the irradiation conditions shown in Table 1 below are applied so that the irradiation amount (integrated irradiation amount) is 15 J/cm 2 . was irradiated with light.
Light irradiation was performed using the following four groups. (1) non-irradiation (control), (2) without filter, (3) with A filter, and (4) with B filter.

Figure 0007336757000001
Figure 0007336757000001

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。
Here, the A filter is a filter as an example, and the B filter is a filter as a comparative example.
The filter characteristics of the A and B filters are shown by curves A and B in FIG. Table 2 shows characteristic values of the A filter and the B filter. The A filter substantially cuts light with a wavelength of about 340 nm from the incident light, while the B filter has a characteristic of transmitting a certain amount (around 35%) of the light with a wavelength of about 340 nm from the incident light.

Figure 0007336757000002
Figure 0007336757000002

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。
Light having a peak wavelength in the wavelength range of 365±5 nm emitted from the LED illuminator becomes light in which light having a wavelength of 350 nm or less is substantially cut after passing through the A filter. This point will be described below.
FIG. 7 shows the spectrum of the LED element having the lower limit of the center wavelength variation (center wavelength: 360 nm) after passing through the A filter and the B filter. In FIG. 7, the solid line c is the spectrum of the LED element with a center wavelength of 360 nm, the dashed-dotted line A is the spectral transmittance of the A filter, the double-dotted chain line B is the spectral transmittance of the B filter, and the dashed line ca is after the transmission of the A filter. and the dotted line cb is the spectrum of the LED element after passing through the B filter. Each spectrum is normalized with a peak value of 1.
The intensity ratio of light with a wavelength of 350 nm when the peak intensity of the LED element is 1, the intensity ratio of light with a wavelength of 350 nm when the peak intensity of the LED element after transmission through filter A is 1, and the intensity ratio of light with a wavelength of 350 nm after transmission through filter B Table 3 shows the intensity ratio of light with a wavelength of 350 nm when the peak intensity of the LED element is set to 1.

Figure 0007336757000003
Figure 0007336757000003

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。
While the intensity ratio of light with a wavelength of 350 nm to the peak wavelength of the LED element is 10%, the intensity ratio of light with a wavelength of 350 nm to the peak wavelength of light after passing through the A filter is 3%. of light is substantially cut. On the other hand, the intensity ratio of light with a wavelength of 350 nm to the peak wavelength of light after passing through the B filter is 8%, and the light after passing through the B filter contains light with a wavelength of 350 nm.
In this way, the LED irradiator is equipped with an A filter to substantially cut light with a wavelength of 350 nm or less, and the LED irradiator is equipped with a B filter and does not cut light with a wavelength of 350 nm or less. did

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。
Next, the PBS was aspirated off, the culture medium was added, and culture was carried out for 8 days using a constant humidity incubator under the conditions of a temperature of 37° C. and a CO 2 concentration of 5% in the atmosphere of the incubator.
Cells were then harvested and absorbance at 405 nm was measured using a plate reader (SpectraMax 340/Molecular Devices). That is, an immediate blackening reaction was observed. The results are shown in FIG.

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。 In FIG. 8, each measurement result is shown as a relative value when the measurement result at the time of non-irradiation (control) is set to 1. In FIG. As shown in FIG. 8, it can be seen that light irradiation increases absorbance, that is, promotes darkening of melanin. In addition, it was confirmed that the blackening was most accelerated when there was no filter, and the blackening was suppressed by mounting the filter. It was also confirmed that when the A filter was mounted, blackening was suppressed as compared to when the B filter was mounted.

(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。
(Experiment 2)
First, 1×10 3 cells of Normal Human Epidermal Melanocytes-Neonatal (HEMn, human melanocytes/neonatal) were seeded in a container such as a 35 mm dish, and the atmosphere in the incubator was maintained at a temperature of 37° C. using a constant humidity incubator. It was cultured for 24 hours under conditions of a carbon dioxide (CO 2 ) concentration of 5%. After that, the culture solution was removed, and 1 ml of physiological saline (Phosphate buffered saline: PBS) was added.
Then, using an LED irradiator that irradiates light having a peak wavelength in the wavelength range of 365±5 nm, the irradiation conditions shown in Table 1 above are applied so that the irradiation amount (integrated irradiation amount) is 15 J/cm 2 . was irradiated with light.
Light irradiation was performed using the following four groups. (1) no irradiation (control), (2) no filter, (3) A filter installed, and (4) B filter installed. Here, the filter characteristics of the A filter and the B filter are the same as in Experimental example 1.

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。
Next, the PBS was aspirated off, the culture medium was added, and the cells were cultured for 24 hours using a constant humidity incubator under conditions of a temperature of 37° C. and a CO 2 concentration of 5% in the atmosphere of the incubator.
After that, the cells were collected and the expression of tyrosinase mRNA was measured by real-time PCR. In other words, the delayed blackening reaction was observed. The results are shown in FIG.

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。 In FIG. 9, each measurement result is shown as a relative value when the measurement result at the time of non-irradiation (control) is set to 1. In FIG. As shown in FIG. 9, it can be seen that the expression of tyrosinase mRNA is promoted by light irradiation. It was also confirmed that the expression of tyrosinase mRNA was suppressed when the A filter was mounted, as compared to the case without the filter.

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。 Based on the above experiments, by installing the A filter having the filter characteristics shown in Table 2, the immediate blackening reaction due to light irradiation when light having a peak wavelength in the wavelength range of 365 ± 5 nm is effectively suppressed. I have confirmed that it is possible. In other words, by using the A filter to substantially block light in the vicinity of a wavelength of 340 nm among the emitted light from the LED irradiator, side effects (immediate blackening) due to light irradiation are suppressed, and a good therapeutic effect is obtained. was confirmed to be obtained.

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。
As described above, the light source unit 20 of the phototherapy device 10 in the present embodiment includes a plurality of LED elements 24 that emit light having a peak wavelength in the wavelength range of 365±5 nm, and the emitted light of the plurality of LED elements 4 and a light irradiation window 28 through which is incident and emits therapeutic light. A filter (filter for phototherapeutic device) 26 is attached to the light source unit 20 of the phototherapeutic device 10 . The filter 26 is arranged between the plurality of LED elements 24 and the light irradiation window 28 and substantially blocks light with a wavelength of 350 nm or less among the light emitted from the plurality of LED elements 24 .
In this way, in the phototherapy device 10 using a plurality of LED elements 24 as a light source, in order to reduce side effects (immediate blackening) in anticipation of variations in the peak wavelength of about ±5 nm, a filter that is a short wavelength cut filter 26 is installed.

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。
As a result, the therapeutic light emitted from the light source unit 20 has a peak wavelength in the specific wavelength range of 365±5 nm, and light with a wavelength of 350 nm or less is substantially blocked. In other words, it is possible to irradiate light as therapeutic light that contains light around 365 nm, which provides excellent therapeutic effects for scleroderma, and substantially does not contain light around 340 nm, which causes immediate darkening. Therefore, it is possible to obtain an excellent skin therapeutic effect for scleroderma while suppressing immediate tanning.
For scleroderma, repeated treatments are envisioned. If immediate darkening is repeated with each treatment and long-term pigmentation occurs, the absorption of light in the epidermis increases and the depth of light penetration into the targeted dermis decreases, resulting in a decrease in treatment efficiency. end up

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。
When there is no pigmentation, as shown in FIG. 10(a), the epidermis 110 absorbs less light. Therefore, the light (therapeutic light) UV applied to the skin 100 can reach the dermis 120 where the target cells are located. On the other hand, when pigmentation occurs as shown in FIG. 10B, light is absorbed by blackened melanin 112, and therapeutic light UV does not reach the dermis 120 sufficiently. Therefore, the therapeutic effect is reduced compared to when there is no pigmentation.
In the present embodiment, since immediate darkening can be suppressed as described above, it is possible to suppress pigmentation, maintain the deep penetration of light into the dermis, and maintain treatment efficiency.
Moreover, even when the peak wavelengths of the plurality of LED elements 24 vary, these LED elements can be used as they are as a light source. In other words, it is not necessary to sort out the LED elements in order to align the peak wavelengths of the plurality of LED elements 24 .

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。
Furthermore, by using a colored glass filter as the filter 26, the light utilization efficiency can be improved as compared with the case of using a dielectric multilayer filter as the filter 26, for example. In addition, since the dielectric multilayer filter depends on the incident angle, in order to improve the light utilization efficiency, the dielectric multilayer filter should be used after improving the angular characteristics of the light from the LED using a collimating lens. must be used, which complicates the apparatus and increases its size. In contrast, by using a colored glass filter as the filter 26, the configuration of the apparatus can be simplified, and the size of the apparatus can be reduced.
In this embodiment, the filter 26 may be a filter that can substantially block light with a wavelength of 350 nm or less, preferably 355 nm, among the light emitted from the plurality of LED elements 24. For example, a dielectric It may be a multilayer filter. However, it is preferable to use a colored glass filter from the viewpoint of the light utilization efficiency.

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。 Further, in the phototherapy device 10, the illuminance of the therapeutic light directly below the light irradiation window 28 can be set to 33 mW/cm 2 or more and 150 mW/cm 2 or less. Thus, by setting the illuminance of the treatment light directly under the light irradiation window to 33 mW/cm 2 or more, the treatment time can be shortened. In addition, by setting the illuminance of the treatment light directly below the light irradiation window to 150 mW/cm 2 or less, it is possible to suppress the heat felt by the patient during treatment and the pain caused by the heat.

(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。
(Modification)
In this embodiment, the case where the filter 26 is arranged between the plurality of LED elements 24 and the light irradiation window 28 has been described. However, the filter 26 may also serve as the light irradiation window 28 . That is, as shown in FIG. 11, a filter 26 as a light irradiation window may be arranged at the position of the light irradiation window 28 shown in FIG. In this case, since there is no need to dispose a light irradiation window (quartz window), the cost can be reduced accordingly.
Moreover, in the present embodiment, the phototherapy device 10 may be provided with the light source unit 20 and the control unit 30 . That is, the configuration of the light source unit 20 and the configuration of the control unit 30 are not limited to the configurations shown in FIGS. can be used. For example, the phototherapeutic device 10 may be a handy type therapeutic device in which a handle or the like is gripped with one hand and the light source unit 20 is moved to be placed at a desired position during treatment.

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Phototherapy apparatus, 20... Light source part, 21... Light source unit, 24... LED element, 26... Filter (filter for phototherapy apparatus), 28... Window member (light irradiation window), 30... Control part

Claims (3)

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、
色ガラスフィルタにより構成されており、
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、
前記複数のLED素子の放射光を入射し、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。
For use in a phototherapeutic device that irradiates therapeutic light to an affected area using a plurality of LED elements that emit light having a peak wavelength in the range of 365±5 nm and including light with a wavelength of 350 nm or less as a light source. is a filter,
Consists of colored glass filters,
The midpoint wavelength between the first wavelength at which the transmittance is 5% and the second wavelength at which the transmittance is 72% is 350 nm or more and 365 nm or less, and the first wavelength and the second wavelength are has a filter characteristic in which the interval is 30 nm or less,
A filter for a phototherapeutic device, wherein light emitted from the plurality of LED elements is incident and transmitted light is emitted as the therapeutic light.
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1に記載の光線治療装置用フィルタ。 2. A filter for a phototherapeutic apparatus according to claim 1, wherein said first wavelength is 340 nm or less. 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1または2に記載の光線治療装置用フィルタ。 3. The filter for phototherapeutic apparatus according to claim 1, wherein the filter has a filter characteristic such that an average value of transmittance in a wavelength range from the second wavelength to 800 nm is 80% or more.
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