JPH09649A - 診断、複合パルス加熱、および光力学的治療処置を目的とする装置 - Google Patents
診断、複合パルス加熱、および光力学的治療処置を目的とする装置Info
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- JPH09649A JPH09649A JP8021436A JP2143696A JPH09649A JP H09649 A JPH09649 A JP H09649A JP 8021436 A JP8021436 A JP 8021436A JP 2143696 A JP2143696 A JP 2143696A JP H09649 A JPH09649 A JP H09649A
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- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N2005/0635—Radiation therapy using light characterised by the body area to be irradiated
- A61N2005/0643—Applicators, probes irradiating specific body areas in close proximity
- A61N2005/0644—Handheld applicators
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 効率的な癌診断および処置を行うものであ
る。本発明の装置は、腫瘍の光力学治療とパルス加熱を
同時に行うものであり、両者により光化学的反応が促進
され、また血液が凝固し、その結果、腫瘍への血液供給
が抑制される。 【解決手段】 血液を供給する複数の血管を有する組織
内の癌細胞に治療処置を行う装置であって、光が通過で
きる窓を備えるハウジング100と、ハウジング内に配
置したパルス化非コヒーレント光源102と、窓を介し
て光を導くように、ハウジング内に配置した反射鏡10
4を備える装置。
る。本発明の装置は、腫瘍の光力学治療とパルス加熱を
同時に行うものであり、両者により光化学的反応が促進
され、また血液が凝固し、その結果、腫瘍への血液供給
が抑制される。 【解決手段】 血液を供給する複数の血管を有する組織
内の癌細胞に治療処置を行う装置であって、光が通過で
きる窓を備えるハウジング100と、ハウジング内に配
置したパルス化非コヒーレント光源102と、窓を介し
て光を導くように、ハウジング内に配置した反射鏡10
4を備える装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術】本発明は、様々な充実性腫瘍の診
断および複合処置を目的とする装置具体的には、ある種
の癌の診断を行うと同時に光力学療法およびパルス加熱
により治療を行う装置を対象とするものである。
断および複合処置を目的とする装置具体的には、ある種
の癌の診断を行うと同時に光力学療法およびパルス加熱
により治療を行う装置を対象とするものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、光力学療法(PDT)の基本的
なメカニズムは、光感作剤を注入した癌が可視光線を吸
収することから始まる。波長が600〜1000nmの
範囲にある入射光と光感作剤とが反応する結果、酸素が
一量状態で発生する。光化学的に発生したこの一量状態
の酸素は、細胞間の脂質、蛋白質、ヌクレオチドと反応
して癌細胞に打撃を与え、ついには腫瘍の壊死を引き起
こす。
なメカニズムは、光感作剤を注入した癌が可視光線を吸
収することから始まる。波長が600〜1000nmの
範囲にある入射光と光感作剤とが反応する結果、酸素が
一量状態で発生する。光化学的に発生したこの一量状態
の酸素は、細胞間の脂質、蛋白質、ヌクレオチドと反応
して癌細胞に打撃を与え、ついには腫瘍の壊死を引き起
こす。
【0003】従来の技術では、PDTにレーザおよび連
続波(CW)の非コヒーレント光源を使用していた。腫
瘍の大きさおよび放射線のスペクトルにしたがって、光
エネルギーの照射量は25〜200J/cm2 の範囲
で変化し、流束率は10〜200mW/cm2 とな
る。
続波(CW)の非コヒーレント光源を使用していた。腫
瘍の大きさおよび放射線のスペクトルにしたがって、光
エネルギーの照射量は25〜200J/cm2 の範囲
で変化し、流束率は10〜200mW/cm2 とな
る。
【0004】通常、充実性腫瘍のPDT用光源は、アル
ゴンイオンレーザが励起する連続波調整可能な色素レー
ザである。その他の光源としては、パルス光を発生する
二倍周波数Nd:YAG励起色素レーザを使用すること
もある。
ゴンイオンレーザが励起する連続波調整可能な色素レー
ザである。その他の光源としては、パルス光を発生する
二倍周波数Nd:YAG励起色素レーザを使用すること
もある。
【0005】レーザ光源に代わるものとして、連続波波
長濾光光源を使用する場合もある。例えば、1994年
9月6日に、Eli T.Talmoreに対して付与
された米国特許第5344434号、発明の名称「光力
学療法装置」では、「スペクトル領域610〜750n
mの細い光ビームを発生する150ワットのキセノン短
アークランプを使用する」という記載が請求の範囲の項
にある。ガラス製レンズが、光ビームを直径3〜12m
mの範囲に集中する。次に光ビームは、光ガイドを介し
て標的に照射される。この装置で希望の照射量を確保す
るには、腫瘍の大きさにもよるが、処置時間を20〜6
0分とするのが好ましい。
長濾光光源を使用する場合もある。例えば、1994年
9月6日に、Eli T.Talmoreに対して付与
された米国特許第5344434号、発明の名称「光力
学療法装置」では、「スペクトル領域610〜750n
mの細い光ビームを発生する150ワットのキセノン短
アークランプを使用する」という記載が請求の範囲の項
にある。ガラス製レンズが、光ビームを直径3〜12m
mの範囲に集中する。次に光ビームは、光ガイドを介し
て標的に照射される。この装置で希望の照射量を確保す
るには、腫瘍の大きさにもよるが、処置時間を20〜6
0分とするのが好ましい。
【0006】従来の技術による診断方法には、波長30
0〜400nmの範囲にある近紫外線(UV)および青
色光を照射した場合、悪性細胞が波長400〜750n
mの範囲にある蛍光を発するという特性に基づいた癌診
断方法もある。悪性細胞が存在すると、青緑の波長領域
における自己蛍光の強度が減少し、その結果、周囲の健
全な組織から発する強度の高い信号と識別可能な信号が
発生する。別の診断法では、様々な注入光活性剤を使用
することもある。腫瘍内にこの光活性剤が蓄積すると、
周囲の健全な組織に比べて、悪性細胞から発生する蛍光
の量が増大する。
0〜400nmの範囲にある近紫外線(UV)および青
色光を照射した場合、悪性細胞が波長400〜750n
mの範囲にある蛍光を発するという特性に基づいた癌診
断方法もある。悪性細胞が存在すると、青緑の波長領域
における自己蛍光の強度が減少し、その結果、周囲の健
全な組織から発する強度の高い信号と識別可能な信号が
発生する。別の診断法では、様々な注入光活性剤を使用
することもある。腫瘍内にこの光活性剤が蓄積すると、
周囲の健全な組織に比べて、悪性細胞から発生する蛍光
の量が増大する。
【0007】組織の自己蛍光を活性化させることができ
る光源は、現在のところ数種類しかない。このような光
源の一例として、波長337nmの光パルスを3ナノセ
カンド発生する窒素レーザがある。そのほかの光源とし
ては、エクシマー励起色素レーザなどの紫外線源があ
り、波長308nmの光ビームを発生して、直径600
μmの光ファイバに入射させる。励起光源としてレーザ
を使用する代わりに、365nmと405nmの2種類
の励起波長を濾光する水銀ランプ光源を使用する場合も
ある。
る光源は、現在のところ数種類しかない。このような光
源の一例として、波長337nmの光パルスを3ナノセ
カンド発生する窒素レーザがある。そのほかの光源とし
ては、エクシマー励起色素レーザなどの紫外線源があ
り、波長308nmの光ビームを発生して、直径600
μmの光ファイバに入射させる。励起光源としてレーザ
を使用する代わりに、365nmと405nmの2種類
の励起波長を濾光する水銀ランプ光源を使用する場合も
ある。
【0008】大きさや発生部位の深度など、腫瘍の特徴
に応じて効率的なPDT処置を行う単純かつ調整可能な
装置および方法が必要となる。このような装置および方
法については、使用する光感作剤の種類にしたがって、
出力放射線の流束率とスペクトルを制御し、PDT処置
を効率的に実施できることが好ましい。また、癌の診断
に適切な波長領域の放射線を発生することが好ましい。
さらに、パルス光を使用すれば、正確な温度制御を行
い、また高い高体温効果を発揮させることができるた
め、連続波長光ではなく、パルス光を使用する装置、方
法が有利である。
に応じて効率的なPDT処置を行う単純かつ調整可能な
装置および方法が必要となる。このような装置および方
法については、使用する光感作剤の種類にしたがって、
出力放射線の流束率とスペクトルを制御し、PDT処置
を効率的に実施できることが好ましい。また、癌の診断
に適切な波長領域の放射線を発生することが好ましい。
さらに、パルス光を使用すれば、正確な温度制御を行
い、また高い高体温効果を発揮させることができるた
め、連続波長光ではなく、パルス光を使用する装置、方
法が有利である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、効率的な癌
診断および処置を行うものである。本発明の装置は、腫
瘍の光力学治療とパルス加熱を同時に行うものであり、
両者により光化学的反応が促進され、また血液が凝固
し、その結果、腫瘍への血液供給が抑制される。
診断および処置を行うものである。本発明の装置は、腫
瘍の光力学治療とパルス加熱を同時に行うものであり、
両者により光化学的反応が促進され、また血液が凝固
し、その結果、腫瘍への血液供給が抑制される。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は、直反射
鏡付のハウジングに収めた直線型閃光ランプまたは円錐
反射鏡付の屈曲型閃光ランプまたは希望の用途に適した
その他の光源を備えている。互換性のある干渉フィルタ
を診断に使用した場合、350〜500nmのスペクト
ル領域が得られ、400nmでスペクトルのピークが現
われる。また、本発明の装置には、波長520nm未満
の放射線を濾光する交換フィルタが含まれている。交換
フィルタには、スペクトル領域を600〜700nmま
たは600nm以上にするものもある。発生した光ビー
ムは、柔軟な光ガイドまたは水晶製の短い光ガイドを経
由して標的に導くこともあれば、光源から標的に直接導
く場合もある。
鏡付のハウジングに収めた直線型閃光ランプまたは円錐
反射鏡付の屈曲型閃光ランプまたは希望の用途に適した
その他の光源を備えている。互換性のある干渉フィルタ
を診断に使用した場合、350〜500nmのスペクト
ル領域が得られ、400nmでスペクトルのピークが現
われる。また、本発明の装置には、波長520nm未満
の放射線を濾光する交換フィルタが含まれている。交換
フィルタには、スペクトル領域を600〜700nmま
たは600nm以上にするものもある。発生した光ビー
ムは、柔軟な光ガイドまたは水晶製の短い光ガイドを経
由して標的に導くこともあれば、光源から標的に直接導
く場合もある。
【0011】診断を行う場合、本発明の装置は、パルス
モードまたは連続波モードのいずれでも操作することが
できる。パルスモードでは、単一のパルスまたは周波数
0.02〜2パルス/秒の反復パルスを使用する。パル
スの持続時間は、例えば、0.1〜100msecの範
囲で変化する。1パルス当たりの光エネルギー密度は、
(それぞれのパルスで)0.02〜4J/cm2 の範
囲となり、光ガイドから標的領域までの距離に従って大
きさが変化する照射領域ができる。
モードまたは連続波モードのいずれでも操作することが
できる。パルスモードでは、単一のパルスまたは周波数
0.02〜2パルス/秒の反復パルスを使用する。パル
スの持続時間は、例えば、0.1〜100msecの範
囲で変化する。1パルス当たりの光エネルギー密度は、
(それぞれのパルスで)0.02〜4J/cm2 の範
囲となり、光ガイドから標的領域までの距離に従って大
きさが変化する照射領域ができる。
【0012】連続波モードでは、癌の疑いがある領域を
連続的に照射し、その間に医師が、腫瘍の存在を示す蛍
光発光がないかどうか調べる。照射は光ガイドを介して
行うこともできるし、またランプを内蔵したハウジング
の開口部を癌の疑いがある領域に直接向けて行うことも
できる。光ガイドは、直接触れることが困難な人体内部
の標的や領域を照射する場合、特に便利である。広い表
面領域を対象とする場合、光ガイドなしに光源を使用す
ることもある。
連続的に照射し、その間に医師が、腫瘍の存在を示す蛍
光発光がないかどうか調べる。照射は光ガイドを介して
行うこともできるし、またランプを内蔵したハウジング
の開口部を癌の疑いがある領域に直接向けて行うことも
できる。光ガイドは、直接触れることが困難な人体内部
の標的や領域を照射する場合、特に便利である。広い表
面領域を対象とする場合、光ガイドなしに光源を使用す
ることもある。
【0013】同様に、PDT処置モードでも、パルスま
たは連続波を供給することができる。
たは連続波を供給することができる。
【0014】発生頻度が0.1〜1パルス/秒、持続時
間が0.1〜100msecの範囲にあるパルスを使用
することができる。出力スペクトルは、600〜100
0nmまたは600〜700nmの範囲にあることが好
ましい。体内の処置を行いたい場合、光ビームを標的に
直接照射することもあるし、また柔軟な光ガイドを使用
して照射することもある。広い表面を外部処置する場合
は、光ガイドを使わずに光ビームを直接標的に照射す
る。反復モードで1パルス当たりの光エネルギー密度は
0.1〜20J/cm2 (パルス)、流束率は100
〜2000mW/cm2 であることが好ましい。照射
面積は、0.5〜3cm2 であることが好ましい。
間が0.1〜100msecの範囲にあるパルスを使用
することができる。出力スペクトルは、600〜100
0nmまたは600〜700nmの範囲にあることが好
ましい。体内の処置を行いたい場合、光ビームを標的に
直接照射することもあるし、また柔軟な光ガイドを使用
して照射することもある。広い表面を外部処置する場合
は、光ガイドを使わずに光ビームを直接標的に照射す
る。反復モードで1パルス当たりの光エネルギー密度は
0.1〜20J/cm2 (パルス)、流束率は100
〜2000mW/cm2 であることが好ましい。照射
面積は、0.5〜3cm2 であることが好ましい。
【0015】連続波処置モードでは、濾光したランプ放
射線により、処置対象が連続的に照射される。照射は、
光ガイドを介して行うこともできるし、ランプを収めた
ハウジングの開口部を処置領域に直接当てて行うことも
できる。光ガイドは、体内の小さな腫瘍や直接触れたり
することが困難な領域の処置を行うのに使用することが
できる。広い表面を処置する場合は、光ガイドなしに光
源を使用することもある。
射線により、処置対象が連続的に照射される。照射は、
光ガイドを介して行うこともできるし、ランプを収めた
ハウジングの開口部を処置領域に直接当てて行うことも
できる。光ガイドは、体内の小さな腫瘍や直接触れたり
することが困難な領域の処置を行うのに使用することが
できる。広い表面を処置する場合は、光ガイドなしに光
源を使用することもある。
【0016】本発明の装置は、様々な光感作剤を使用す
る高力学治療に用いることができる。本発明により得ら
れる照射は、通常使用するレーザおよび非コヒーレント
光源が生成する放射線よりもはるかに強い。また、本発
明によれば、現在行われている方法よりも短時間で広い
領域の処置ができる。さらに、本発明はきわめて安全で
あり、装置を操作する者や患者に障害を与える危険性が
ほとんどない点でも優れている。
る高力学治療に用いることができる。本発明により得ら
れる照射は、通常使用するレーザおよび非コヒーレント
光源が生成する放射線よりもはるかに強い。また、本発
明によれば、現在行われている方法よりも短時間で広い
領域の処置ができる。さらに、本発明はきわめて安全で
あり、装置を操作する者や患者に障害を与える危険性が
ほとんどない点でも優れている。
【0017】本発明のその他の主な特徴および利点は、
以下の図面、詳細な説明および請求の範囲の記述から当
業者に明らかになろう。
以下の図面、詳細な説明および請求の範囲の記述から当
業者に明らかになろう。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を少なくとも一つ
詳細に説明するにあたり了解していただきたいが、本発
明は、以下の説明や図で明らかにする構成の詳細および
構成要素の配置に適用を限定されるものではない。本発
明については、その他の実施例も可能であり、様々な方
法で実施することができる。また、本明細書で使用する
表現、用語は説明を目的とするものであり、限定的なも
のではないものと理解されたい。
詳細に説明するにあたり了解していただきたいが、本発
明は、以下の説明や図で明らかにする構成の詳細および
構成要素の配置に適用を限定されるものではない。本発
明については、その他の実施例も可能であり、様々な方
法で実施することができる。また、本明細書で使用する
表現、用語は説明を目的とするものであり、限定的なも
のではないものと理解されたい。
【0019】本発明においては、腫瘍の壊死が一般に三
つの段階の複合効果によって起こる。第1の段階は、正
常な細胞に比べて癌細胞により多く蓄積する感光剤が光
を吸収することからメカニズムが始まる光力学治療であ
る。前記感光剤と波長600〜1000nmの入射光と
が光化学的反応を起こすために、一量状態で酸素が発生
する。光化学的に発生した一量状態の酸素が細胞間の脂
質、蛋白質およびヌクレオチドと反応することは、細胞
にとって有害であり、ついには腫瘍の壊死を引き起こ
す。
つの段階の複合効果によって起こる。第1の段階は、正
常な細胞に比べて癌細胞により多く蓄積する感光剤が光
を吸収することからメカニズムが始まる光力学治療であ
る。前記感光剤と波長600〜1000nmの入射光と
が光化学的反応を起こすために、一量状態で酸素が発生
する。光化学的に発生した一量状態の酸素が細胞間の脂
質、蛋白質およびヌクレオチドと反応することは、細胞
にとって有害であり、ついには腫瘍の壊死を引き起こ
す。
【0020】第2の段階は、組織のパルス加熱である。
入射光と感光剤との光化学的反応は、常温よりはるかに
高いが蛋白質の凝固温度よりは低い温度まで組織を加熱
することにより促進される。皮膚およびその他の組織の
吸収係数は、皮膚の種類に大きく左右される。したがっ
て、入射放射線のスペクトルおよび光パルスの強度は、
広範囲にわたって変化することが好ましい。組織の吸収
係数は、光の波長の関数である。よって、600〜70
0nmの放射線範囲にある光については、真皮への貫入
の深さが最大約1mmに達する。その結果、この範囲の
放射線は組織や皮膚の浅い表面層の加熱にのみ使用でき
る。波長が700〜1200nmの範囲にある放射線
は、真皮にさらに深く貫入することができる。したがっ
て、このような放射線により、組織を約3mmもの深さ
まで加熱することができる。ただし、上皮は真皮に比較
して吸収係数が非常に高いため、上皮を加熱しすぎるこ
とがないように注意する必要がある。透明なゲルを皮膚
の表面に塗布すると、過剰な加熱を防止することができ
る。
入射光と感光剤との光化学的反応は、常温よりはるかに
高いが蛋白質の凝固温度よりは低い温度まで組織を加熱
することにより促進される。皮膚およびその他の組織の
吸収係数は、皮膚の種類に大きく左右される。したがっ
て、入射放射線のスペクトルおよび光パルスの強度は、
広範囲にわたって変化することが好ましい。組織の吸収
係数は、光の波長の関数である。よって、600〜70
0nmの放射線範囲にある光については、真皮への貫入
の深さが最大約1mmに達する。その結果、この範囲の
放射線は組織や皮膚の浅い表面層の加熱にのみ使用でき
る。波長が700〜1200nmの範囲にある放射線
は、真皮にさらに深く貫入することができる。したがっ
て、このような放射線により、組織を約3mmもの深さ
まで加熱することができる。ただし、上皮は真皮に比較
して吸収係数が非常に高いため、上皮を加熱しすぎるこ
とがないように注意する必要がある。透明なゲルを皮膚
の表面に塗布すると、過剰な加熱を防止することができ
る。
【0021】代表寸法(d)、拡散係数(a)の加熱対
象の冷却時間(t)は、次式のように書くことができ
る。
象の冷却時間(t)は、次式のように書くことができ
る。
【0022】t = d2 /a 通常、上皮は厚さ0.1mm未満、拡散係数(a)が約
3×10−7m2 /秒である。したがって、ゲルを皮
膚に塗布した場合、上皮の冷却時間は、通常、約33m
secとなる。ゲルを塗布すると、パルスの遅延時間内
に上皮の温度が下がることになり、したがって、加熱に
よる悪影響を防止することができる。
3×10−7m2 /秒である。したがって、ゲルを皮
膚に塗布した場合、上皮の冷却時間は、通常、約33m
secとなる。ゲルを塗布すると、パルスの遅延時間内
に上皮の温度が下がることになり、したがって、加熱に
よる悪影響を防止することができる。
【0023】腫瘍を壊死させるために利用する第3の段
階では、血液を凝固させることによって、腫瘍への血液
供給を抑制する。その結果、腫瘍を取り巻く血管が病変
する。波長600〜1000nmの範囲の放射線に対し
て、血液は真皮や組織に比べて吸収係数が非常に大き
い。よって、入射放射線のパラメータを最適に選択すれ
ば、真皮や上皮に損傷を与えることなく血液を凝固させ
ることができる。
階では、血液を凝固させることによって、腫瘍への血液
供給を抑制する。その結果、腫瘍を取り巻く血管が病変
する。波長600〜1000nmの範囲の放射線に対し
て、血液は真皮や組織に比べて吸収係数が非常に大き
い。よって、入射放射線のパラメータを最適に選択すれ
ば、真皮や上皮に損傷を与えることなく血液を凝固させ
ることができる。
【0024】以上三つの段階の複合効果によって、癌細
胞を壊死させる効率が高まる。三つの段階を組み合わせ
ると、処置時間を約5分に短縮できるとともに、癌を壊
死させる効果が高まる。
胞を壊死させる効率が高まる。三つの段階を組み合わせ
ると、処置時間を約5分に短縮できるとともに、癌を壊
死させる効果が高まる。
【0025】図1を参照して説明すると、作動ヘッド1
00は、屈曲型閃光ランプ102、銀メッキ円錐反射鏡
104、交換干渉フィルタ106を収納している。フィ
ルタ106は、波長520nmの放射スペクトルを遮断
する。放射線がフィルタ106を貫通するか否かは、放
射線の入射角度によって決まる。フィルタ106は無駄
な入射放射線を反射し(透過させず)、吸収フィルタ1
08の過熱を防止する。
00は、屈曲型閃光ランプ102、銀メッキ円錐反射鏡
104、交換干渉フィルタ106を収納している。フィ
ルタ106は、波長520nmの放射スペクトルを遮断
する。放射線がフィルタ106を貫通するか否かは、放
射線の入射角度によって決まる。フィルタ106は無駄
な入射放射線を反射し(透過させず)、吸収フィルタ1
08の過熱を防止する。
【0026】吸収フィルタ108および光ガイド110
は、作動ヘッド100の外部にある。フィルタ108
は、600nmの放射線を遮断する。波長580nm未
満の放射線のフィルタ108透過率は、10−5未満で
ある。光ガイド110は、柔軟な光ガイドである場合も
あれば、水晶製である場合もある。
は、作動ヘッド100の外部にある。フィルタ108
は、600nmの放射線を遮断する。波長580nm未
満の放射線のフィルタ108透過率は、10−5未満で
ある。光ガイド110は、柔軟な光ガイドである場合も
あれば、水晶製である場合もある。
【0027】閃光ランプ102は、連続波モードで作動
する場合と、パルス反復モードで作動する場合がある。
反射鏡104は、閃光ランプ102から発生する光ビー
ムを集光し、干渉フィルタ106および吸収フィルタ1
08を介して光ガイド110に伝える。光ガイド110
は、直接触れたりするのが困難な処置領域、小さな標
的、および体内の腫瘍に光ビームを導く。以上とは異な
り、光ガイド110を作動ヘッド100から分離する場
合もある。分離した構成の場合、作動ヘッド100から
発生する光ビームを直接利用して、体外の大きな腫瘍を
処置することが可能である。
する場合と、パルス反復モードで作動する場合がある。
反射鏡104は、閃光ランプ102から発生する光ビー
ムを集光し、干渉フィルタ106および吸収フィルタ1
08を介して光ガイド110に伝える。光ガイド110
は、直接触れたりするのが困難な処置領域、小さな標
的、および体内の腫瘍に光ビームを導く。以上とは異な
り、光ガイド110を作動ヘッド100から分離する場
合もある。分離した構成の場合、作動ヘッド100から
発生する光ビームを直接利用して、体外の大きな腫瘍を
処置することが可能である。
【0028】以下、図2を参照して本発明の別の実施例
について述べる。この実施例では、屈曲型閃光ランプお
よび円錐反射鏡ではなく、直反射鏡114の付いた直線
型閃光ランプ112を使用している。
について述べる。この実施例では、屈曲型閃光ランプお
よび円錐反射鏡ではなく、直反射鏡114の付いた直線
型閃光ランプ112を使用している。
【0029】本発明の装置をパルスモードで作動させた
場合、0.1〜10パルス/秒の範囲で変化する反復率
でパルス列が発生する。1パルス列当たりの総パルス数
は、1〜1000の範囲で選択することができる。処置
領域に対する総照射線量は、パルス数と1パルス当たり
の流束の積になる。
場合、0.1〜10パルス/秒の範囲で変化する反復率
でパルス列が発生する。1パルス列当たりの総パルス数
は、1〜1000の範囲で選択することができる。処置
領域に対する総照射線量は、パルス数と1パルス当たり
の流束の積になる。
【0030】治療モードでは、二つの異なるスペクトル
分布を選択することができる。図3を参照して説明する
と、スペクトル分布には、波長615nmでピークが現
われ、分布の尾部は治療モードIで、波長が最大100
0nmに達する。また、放射線のスペクトル分布は、パ
ルスのパラメータを変化させて制御することができる。
例えば、より深い深度での加熱効果を高める必要がある
場合は、パルスの強さを減少させることによって、放射
線の長波長部分を増加させればよい。
分布を選択することができる。図3を参照して説明する
と、スペクトル分布には、波長615nmでピークが現
われ、分布の尾部は治療モードIで、波長が最大100
0nmに達する。また、放射線のスペクトル分布は、パ
ルスのパラメータを変化させて制御することができる。
例えば、より深い深度での加熱効果を高める必要がある
場合は、パルスの強さを減少させることによって、放射
線の長波長部分を増加させればよい。
【0031】以下、図4を参照して説明すると、治療モ
ードIIでは、吸収フィルタ108の代わりに取り付け
た干渉フィルタにより、放射線のスペクトルが波長70
0nmで遮断される。干渉フィルタがあるため、波長が
約700nm以上の放射線はほとんど放出されない。治
療モードIIは、組織に対する加熱を最小限度に抑えた
い場合に使用することができる。
ードIIでは、吸収フィルタ108の代わりに取り付け
た干渉フィルタにより、放射線のスペクトルが波長70
0nmで遮断される。干渉フィルタがあるため、波長が
約700nm以上の放射線はほとんど放出されない。治
療モードIIは、組織に対する加熱を最小限度に抑えた
い場合に使用することができる。
【0032】治療モードで発生する流束は、光ガイド1
10の前面と処置領域との間の距離の関数である。本装
置を操作する場合、この距離を入力することができ、装
置は、選択した距離に対応する、パルス当たりの流束と
総線量を計算する。
10の前面と処置領域との間の距離の関数である。本装
置を操作する場合、この距離を入力することができ、装
置は、選択した距離に対応する、パルス当たりの流束と
総線量を計算する。
【0033】パルスの持続時間は、0.1〜100ms
ecの範囲で変化させることが可能であり、1パルス当
たりのエネルギーは、0.1〜10J/cm2 の範囲
で変化する(10J/cm2 は光ガイドの前面での発
生エネルギーである) 連続波モードでは、出力放射線の密度を最大1000m
W/cm2 まで変化させることができる。腫瘍および
その周囲の血管の加熱は、熱伝導プロセスによる冷却に
よって相殺されるため、加熱効果は連続波モードでは問
題にならない。
ecの範囲で変化させることが可能であり、1パルス当
たりのエネルギーは、0.1〜10J/cm2 の範囲
で変化する(10J/cm2 は光ガイドの前面での発
生エネルギーである) 連続波モードでは、出力放射線の密度を最大1000m
W/cm2 まで変化させることができる。腫瘍および
その周囲の血管の加熱は、熱伝導プロセスによる冷却に
よって相殺されるため、加熱効果は連続波モードでは問
題にならない。
【0034】診断を行うにあたっては、連続モードおよ
び反復率0.01〜0.2パルス/秒のパルス列を複数
利用して差し支えない。本発明の装置は、可変パルス持
続時間1〜10ms、波長の範囲350〜500nm
で、1パルス当たりの必要総光エネルギーを供給する。
照射領域は希望に応じた広さにできる。
び反復率0.01〜0.2パルス/秒のパルス列を複数
利用して差し支えない。本発明の装置は、可変パルス持
続時間1〜10ms、波長の範囲350〜500nm
で、1パルス当たりの必要総光エネルギーを供給する。
照射領域は希望に応じた広さにできる。
【0035】図5は、放射線の標準化スペクトルを示す
図である。図示するように、放射線の最高レベルは、波
長400nmにある。パルスの反復率および1パルス当
たりのエネルギーを変化させることによって、必要なエ
ネルギーおよび出力密度を得ることができる。光ガイド
110から標的までの距離を変化させることによって、
露出領域を修正することができる。連続波モードでは、
流束率を、1平方センチメートル当たり数十ワットもの
大きさにすることができる。広い領域の処置を行う場
合、光ガイド110を使用することなく、光ビームを標
的に直接当てることができる。
図である。図示するように、放射線の最高レベルは、波
長400nmにある。パルスの反復率および1パルス当
たりのエネルギーを変化させることによって、必要なエ
ネルギーおよび出力密度を得ることができる。光ガイド
110から標的までの距離を変化させることによって、
露出領域を修正することができる。連続波モードでは、
流束率を、1平方センチメートル当たり数十ワットもの
大きさにすることができる。広い領域の処置を行う場
合、光ガイド110を使用することなく、光ビームを標
的に直接当てることができる。
【0036】作動パラメータについては上述したが、以
下で代替値と共に再度述べる。これらの作動パラメータ
は一例であって、限定を目的とするものではない。
下で代替値と共に再度述べる。これらの作動パラメータ
は一例であって、限定を目的とするものではない。
【0037】診断モードにおいて、本発明の装置は、以
下のパラメータを含む出力放射線を供給する。
下のパラメータを含む出力放射線を供給する。
【0038】(1)パルス発生頻度の範囲が0.02〜
2パルス/秒の単一パルスモードまたは反復パルスモー
ド。
2パルス/秒の単一パルスモードまたは反復パルスモー
ド。
【0039】(2)0.1〜100msecの範囲で変
化する可能性があるパルス持続時間。
化する可能性があるパルス持続時間。
【0040】(3)350〜500nmの範囲にあり、
400nmでピークが現われる放射線スペクトル。
400nmでピークが現われる放射線スペクトル。
【0041】(4)水晶製光ガイドまたは柔軟な光ガイ
ドによって行う、標的に対する光ビーム照射。
ドによって行う、標的に対する光ビーム照射。
【0042】(5)0.02〜4J/cm2 (各パル
ス)を範囲とする、1パルス当たりの光エネルギー密
度。
ス)を範囲とする、1パルス当たりの光エネルギー密
度。
【0043】(6)光ガイドからの標的領域の距離に従
って大きさが変化する照射領域。
って大きさが変化する照射領域。
【0044】診断モードにおいて、本発明の装置は連続
波モードて操作することもあり、連続波モードでは癌の
疑いがある領域を連続的に照射している間に、医師が、
腫瘍の存在を示す蛍光発生がないかどうか調べる。照射
は光ガイドを介して行うか、またはランプを内蔵するハ
ウジングの開口部に癌の疑いがある領域を直接当てて行
う。特に直接手で触れることが困難な体内の対象や領域
を照射する場合、光ガイドが便利である。広い領域を処
置する場合、光ガイドをつけずに光源を使用する場合も
ある。
波モードて操作することもあり、連続波モードでは癌の
疑いがある領域を連続的に照射している間に、医師が、
腫瘍の存在を示す蛍光発生がないかどうか調べる。照射
は光ガイドを介して行うか、またはランプを内蔵するハ
ウジングの開口部に癌の疑いがある領域を直接当てて行
う。特に直接手で触れることが困難な体内の対象や領域
を照射する場合、光ガイドが便利である。広い領域を処
置する場合、光ガイドをつけずに光源を使用する場合も
ある。
【0045】PDT処置モードで、本発明の装置は以下
の出力パラメータを提供する。
の出力パラメータを提供する。
【0046】(1)連続操作モードまたはパルス発生頻
度の範囲が0.1〜1パルス/秒の反復パルスモード。
度の範囲が0.1〜1パルス/秒の反復パルスモード。
【0047】(2)0.1〜100msecの範囲で変
化する可能性があるパルス持続時間。
化する可能性があるパルス持続時間。
【0048】(3)600〜1000nmまたは600
〜700nmの範囲にある放射線スペクトル。
〜700nmの範囲にある放射線スペクトル。
【0049】(4)体内処置が必要な場合に、直接また
は柔軟な光ガイドによって行う、標的に対する光ビーム
照射。
は柔軟な光ガイドによって行う、標的に対する光ビーム
照射。
【0050】(5)広い表面の外部処置については、光
ガイドを使用せず光ビームを標的に直接照射することが
できる。
ガイドを使用せず光ビームを標的に直接照射することが
できる。
【0051】(6)反復モードで0.1〜20J/cm
2 (パルス)の、1パルス当たり光エネルギー密度。
2 (パルス)の、1パルス当たり光エネルギー密度。
【0052】(7)100〜2000mW/cm2 の
パルス周波数。
パルス周波数。
【0053】(8)0.5〜3cm2 の照射面積。
【0054】したがって、前記目的および利点を完全に
達成する、診断、複合パルス加熱、および光力学治療処
置を目的とする装置が、本発明により提供されることは
当然明らかである。本発明を具体的な実施例と結び付け
て説明したが、多数の選択例、改良例、変形例が存在す
ることは当業者にとって明白である。したがって、特許
請求項の主旨および範囲に該当するそのような選択例、
改良例、変形例をすべて含めるものとする。
達成する、診断、複合パルス加熱、および光力学治療処
置を目的とする装置が、本発明により提供されることは
当然明らかである。本発明を具体的な実施例と結び付け
て説明したが、多数の選択例、改良例、変形例が存在す
ることは当業者にとって明白である。したがって、特許
請求項の主旨および範囲に該当するそのような選択例、
改良例、変形例をすべて含めるものとする。
【図1】屈曲型ランプおよび円錐反射鏡を有する、本発
明の好適な実施例による装置の略図である。
明の好適な実施例による装置の略図である。
【図2】直線型閃光ランプと直反射鏡を有する、本発明
のそのほかの好適な実施例による装置の略図である。
のそのほかの好適な実施例による装置の略図である。
【図3】加熱を伴う処置モードの代表的な標準化出力放
射線スペクトルを示す図である。
射線スペクトルを示す図である。
【図4】長波長をカットした処置モードの代表的な標準
化出力放射線スペクトルを示す図である。
化出力放射線スペクトルを示す図である。
【図5】診断モードの代表的な標準化出力放射線スペク
トルを示す図である。
トルを示す図である。
100 作動ヘッド 102 閃光ランプ 104 反射鏡 106 干渉フィルタ 108 吸収フィルタ 110 光ガイド
Claims (23)
- 【請求項1】 血液を供給する複数の血管を有する組織
内の癌細胞に治療処置を行う装置であって、 光が通過できる窓を備えるハウジングと、 ハウジング内に配置したパルス化非コヒーレント光源
と、 窓を介して光を導くように、ハウジング内に配置した反
射鏡とを備える装置 - 【請求項2】 ある範囲にわたる波長を有する濾光済み
光ビームを供給するように光路に配置したフィルタをさ
らに含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 窓の近傍に配置した近端部と組織の近傍
に配置可能な遠端部とを備えた光ガイドをさらに含む請
求項1に記載の装置。 - 【請求項4】 光ガイドが柔軟な光ガイドである請求項
2に記載の装置。 - 【請求項5】 光ガイドが水晶製光ガイドである請求項
2に記載の装置。 - 【請求項6】 光源が連続モードまたはパルスモードで
作動する請求項1に記載の装置。 - 【請求項7】 血液を供給する複数の血管を有する組織
内の癌細胞に治療処置を行う装置であって、 光が通過できる窓を備えるハウジングと、 連続モードとパルスモードの両方で作動させることがで
きる、ハウジング内に配置した光源と、 窓を介して光を導くように、ハウジング内に配置した反
射鏡とを備える装置 - 【請求項8】 ある範囲にわたる波長を有する濾光済み
光ビームを供給するように光路に配置したフィルタをさ
らに含む請求項7に記載の装置。 - 【請求項9】 窓の近傍に配置した近端部と組織の近傍
に配置可能な遠端部とを備えた光ガイドをさらに含む請
求項7に記載の装置。 - 【請求項10】 光ガイドが柔軟な光ガイドである請求
項9に記載の装置 - 【請求項11】 光ガイドが水晶製光ガイドである請求
項9に記載の装置 - 【請求項12】 光源が非コヒーレント源である請求項
7に記載の装置。 - 【請求項13】 組織内の癌細胞の治療処置および診断
を行う装置であって、 光源と、 光をある波長範囲に制限するために光路内に配置したフ
ィルタシステムと、 光ビームを集光し、フィルタシステムに通す反射鏡とを
備える装置。 - 【請求項14】 濾光済みの光を組織に導くために配置
した光ガイドをさらに含む請求項13に記載の装置。 - 【請求項15】 光ガイドが柔軟な光ガイドである請求
項14に記載の装置。 - 【請求項16】 光ガイドが水晶製光ガイドである請求
項14に記載の装置。 - 【請求項17】 光源が非コヒーレント源である請求項
16に記載の装置 - 【請求項18】 光源がパルス光源である請求項17に
記載の装置。 - 【請求項19】 光源が、選択可能なパルス発生頻度
と、選択可能なパルス持続時間と、選択可能な1パルス
当たりのエネルギー密度とを実現でき、さらにパルス数
を変化させる場合もある請求項18に記載の装置。 - 【請求項20】 光源が、選択可能なパワー密度を有す
る連続波の発生源である請求項13に記載の装置。 - 【請求項21】 フィルタシステムが第1の干渉フィル
タと吸収フィルタを含む請求項13に記載の装置。 - 【請求項22】 光源が直線型閃光ランプであり、反射
鏡が直反射鏡である請求項1に記載の装置。 - 【請求項23】 光源が屈曲型閃光ランプであり、反射
鏡が円錐反射鏡である請求項1に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/385,190 US5643334A (en) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | Method and apparatus for the diagnostic and composite pulsed heating and photodynamic therapy treatment |
US385190 | 1995-02-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09649A true JPH09649A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=23520405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8021436A Pending JPH09649A (ja) | 1995-02-07 | 1996-02-07 | 診断、複合パルス加熱、および光力学的治療処置を目的とする装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5643334A (ja) |
EP (1) | EP0726083A3 (ja) |
JP (1) | JPH09649A (ja) |
KR (1) | KR960030884A (ja) |
AU (1) | AU4440296A (ja) |
CA (1) | CA2168636A1 (ja) |
FI (1) | FI960539A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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