WO2016208244A1 - 光線力学的治療用光照射装置および光照射方法 - Google Patents

光線力学的治療用光照射装置および光照射方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016208244A1
WO2016208244A1 PCT/JP2016/059566 JP2016059566W WO2016208244A1 WO 2016208244 A1 WO2016208244 A1 WO 2016208244A1 JP 2016059566 W JP2016059566 W JP 2016059566W WO 2016208244 A1 WO2016208244 A1 WO 2016208244A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
wavelength
led element
irradiation
range
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/059566
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
明理 森田
秀之 益田
木村 誠
Original Assignee
公立大学法人名古屋市立大学
ウシオ電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 公立大学法人名古屋市立大学, ウシオ電機株式会社 filed Critical 公立大学法人名古屋市立大学
Priority to CN201680036350.0A priority Critical patent/CN107708800A/zh
Priority to US15/737,398 priority patent/US20180193659A1/en
Publication of WO2016208244A1 publication Critical patent/WO2016208244A1/ja

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0613Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/062Photodynamic therapy, i.e. excitation of an agent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/0057Photodynamic therapy with a photosensitizer, i.e. agent able to produce reactive oxygen species upon exposure to light or radiation, e.g. UV or visible light; photocleavage of nucleic acids with an agent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/065Light sources therefor
    • A61N2005/0651Diodes
    • A61N2005/0652Arrays of diodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/0658Radiation therapy using light characterised by the wavelength of light used
    • A61N2005/0662Visible light
    • A61N2005/0663Coloured light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0613Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0616Skin treatment other than tanning

Definitions

  • the present invention relates to a light irradiation apparatus and a light irradiation method for photodynamic therapy.
  • PDT photodynamic therapy
  • PDT is a treatment method that utilizes the property of a photosensitizer having affinity for a lesion (abnormal lesion tissue) in a living body, specifically, the property of being accumulated specifically in the lesion. More specifically, PDT is prepared by administering a photosensitizer or a photosensitizer precursor into a living body, and then photosensitizing substance (photosensitizer synthesized from a photosensitizer precursor in vivo).
  • PDT is associated with tumorous lesions such as actinic keratosis, Bowen's disease, Paget's disease and basal cell carcinoma, severe acne vulgaris, sebaceous hyperplasia, and intractable warts. Is being widely used in the treatment of
  • a laser light source having a wavelength of 600 to 700 nm is generally used as a light source.
  • Laser light sources have high radiance and a small irradiation area (spot diameter), so there are advantages such as easy device design using transmission optical elements such as fibers. Is an efficient light source.
  • Patent Document 1 includes, as a light source, two types of LED elements that emit light in different wavelength ranges, and two different types of light from the two types of LED elements are applied to the same irradiation site.
  • a PDT apparatus that simultaneously performs pulse irradiation is disclosed.
  • two different light beams emitted simultaneously are in a wavelength range that matches the maximum absorption peak wavelength to which the photosensitizer used is sensitive (specifically, a wavelength range of 400 to 550 nm, hereinafter referred to as a “sensitive wavelength range”).
  • ⁇ -aminolevulinic acid is a precursor of a photosensitizing substance and does not itself have photosensitization, and protoporphine IX synthesized from this ⁇ -aminolevulinic acid through an enzymatic reaction.
  • PpIX functions as a photosensitizer. Therefore, in an actual medical field, it is not known what wavelength range of light is useful for effective treatment using a new photosensitizer.
  • protoporphine IX has an absorption spectrum as shown by a broken line in FIG. 14, has absorption peaks at a wavelength of 410 nm, a wavelength of 510 nm, a wavelength of 545 nm, a wavelength of 580 nm and a wavelength of 630 nm, and a wavelength of 410 nm.
  • the light has a greater absorbance in the order of light with a wavelength of 510 nm, light with a wavelength of 545 nm, light with a wavelength of 580 nm, and light with a wavelength of 630 nm.
  • the biological depth of these lights decreases in the order of light having a wavelength of 410 nm, light having a wavelength of 510 nm, light having a wavelength of 545 nm, light having a wavelength of 580 nm, and light having a wavelength of 630 nm.
  • the spectra showing the light intensities of five types of LED elements having peak wavelengths corresponding to the respective absorption peaks of protoporphine IX are shown as curves (a) to (e ).
  • Curve (a) is a spectrum indicating the light intensity of an LED element having a peak wavelength at a wavelength of 405 nm
  • curve (b) is a spectrum indicating the light intensity of an LED element having a peak wavelength at a wavelength of 505 nm
  • c) is a spectrum showing the light intensity of an LED element having a peak wavelength at a wavelength of 545 nm
  • curve (d) is a spectrum showing the light intensity of an LED element having a peak wavelength at a wavelength of 570 nm
  • curve (e) Is a spectrum which shows the light intensity of the LED element which has a peak wavelength in wavelength 635nm.
  • the present invention was made as a result of diligent research by the present inventors, and the purpose thereof is photodynamic therapeutic light capable of obtaining an excellent therapeutic effect by short-time light irradiation.
  • An object is to provide an irradiation apparatus and a light irradiation method.
  • the light irradiation device for photodynamic therapy includes a light source unit having a first LED element having a peak wavelength in the range of 400 to 420 nm and a second LED element having a peak wavelength in the range of 500 to 520 nm.
  • a control unit for controlling the output of the first LED element and the second LED element When the first LED element and the second LED element that constitute the light source unit are turned on together with respect to the same irradiation site, the light from the first LED element and the second LED element It is characterized by being irradiated with light.
  • the magnitude of light energy from the second LED element is equal to or greater than the magnitude of light energy from the first LED element. preferable.
  • the control unit has an irradiation energy adjustment mechanism that performs pulse width modulation control on the light from the first LED element and the light from the second LED element,
  • the off time in the pulse width modulation is preferably 4 ⁇ s or less.
  • the first light irradiation method of the present invention has light having a peak wavelength in a wavelength range of 400 to 420 nm from the first LED element and a peak wavelength in a wavelength range of 500 to 520 nm from the second LED element.
  • a light irradiation method for photodynamic therapy in which light is irradiated to the same irradiation site, The output of light having a peak wavelength in the range of 400 to 420 nm from the first LED element is higher than the output of light having a peak wavelength in the range of 500 to 520 nm from the second LED element. It is characterized by.
  • the second light irradiation method of the present invention has light having a peak wavelength in a wavelength range of 400 to 420 nm from the first LED element and a peak wavelength in a wavelength range of 500 to 520 nm from the second LED element.
  • a light irradiation method for photodynamic therapy in which light is irradiated to the same irradiation site, The output of light having a peak wavelength in the range of 500 to 520 nm from the second LED element is higher than the output of light having a peak wavelength in the range of 400 to 420 nm from the first LED element. It is characterized by.
  • the light source section includes a first LED element having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm and a second LED having a peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm. It has an element. And by irradiating simultaneously the light from a 1st LED element, and the light from a 2nd LED element with respect to the same irradiation site
  • Both the first light irradiation method of the present invention and the second light irradiation method of the present invention include light having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm from the first LED element, This is for performing photodynamic therapy by irradiating the same irradiation site with light having a peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm from the LED element.
  • the output of light having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm from the first LED element is set to the wavelength range of 500 to 520 nm from the second LED element.
  • the second light irradiation method of the present invention is characterized in that the output of light having a peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm from the second LED element is characterized by being higher than the output of light having a peak wavelength. Is higher than the output of light having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm from the first LED element.
  • a high therapeutic effect can be obtained for a disease in which a lesion is present at a relatively shallow position in the living body by light irradiation for a short time.
  • a high therapeutic effect can be obtained for a disease in which a lesion is present at a relatively deep position in the living body by light irradiation for a short time.
  • FIG. It is explanatory drawing which shows the pulse width modulation control of 256 gradations by the pulse modulation control power supply implemented in Experimental example 2.
  • FIG. It is a graph which shows the relationship between the off time and the cell survival rate in the pulse width modulation obtained in Experimental Example 2.
  • It is a graph which shows the absorption spectrum of protoporphine IX with the spectrum of the light intensity of five types of LED elements which have a peak wavelength corresponding to each of the absorption peak of this protoporphine IX.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing an example of the configuration of the photodynamic treatment light irradiation apparatus of the present invention
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the configuration of the light source unit in the photodynamic treatment light irradiation apparatus of FIG. It is.
  • FIG. 3 is explanatory drawing which shows the arrangement
  • This light irradiation device for photodynamic therapy 10 administers a bioadministration substance made of a photosensitizer or a precursor of a photosensitizer into a living body, and then accumulates the photosensitivity accumulated in a lesion (abnormal lesion tissue).
  • a sensitive substance including a photosensitized substance synthesized from a precursor of a photosensitizing substance in a living body.
  • a compound that reacts in vivo as necessary and accumulates as a porphyrin compound in a lesion is used.
  • Specific examples of the biologically administered substance include ⁇ -aminolevulinic acid (5-ALA). As described above, this ⁇ -aminolevulinic acid is a precursor of a photosensitizing substance, and protoporphine IX (PpIX) synthesized through an enzymatic reaction functions as a photosensitizing substance.
  • the photodynamic therapeutic light irradiation device 10 includes a light source unit 20 having a first LED element 22 and a second LED element 23, and a first LED element 22 and a second LED element 23 that constitute the light source unit 20.
  • the light source unit 20 and the control unit 30 are supported by the support 11.
  • the support 11 includes a gantry 12 that is supported on the floor via wheels 18, and the light source unit 20 is swung with respect to the column 13 above the column 13 that extends upward at the center of the frame 12.
  • An operating arm 14 that is freely supported is provided.
  • the light source unit 20 is attached to the distal end portion of the operating arm 14, while the control unit 30 is attached to the central portion of the support column 13 by a fixing member (not shown).
  • the light source unit 20 is provided with a manual lever 19 for manually swinging the light source unit 20.
  • the light source unit 20 includes two types of LED elements, specifically, a first LED element 22 having a peak wavelength in a wavelength range of 400 to 420 nm, and a second LED having a peak wavelength in a range of wavelength 500 to 520 nm.
  • the device 23 is included.
  • the first LED element 22 and the second LED element 23 are both turned on, so that the light from the first LED element 22 (specifically, the wavelength is 400 to 420 nm).
  • light from the second LED element 23 specifically, light having a peak wavelength in the range of 500 to 520 nm) are emitted simultaneously.
  • the light source part 20 has several 1st LED element 22 and several 2nd LED element 23, as shown in FIG.2 and FIG.3.
  • the light source unit 20 includes a plurality of first LED elements 22 and a plurality of second LED elements 23 in a rectangular cylindrical frame 25.
  • the LED element unit 21 arrange
  • the LED element unit 21 is supported by a support member (not shown) in a rectangular parallelepiped light source unit housing 27 having an opening 27A on one side, and is disposed so as to face the opening 27A. .
  • the LED element unit 21 is electrically connected to a cable 21 ⁇ / b> A for supplying power to the first LED element 22 and the second LED element 23 constituting the LED element unit 21.
  • the light source unit 20 (LED element unit 21) and the control unit 30 are electrically connected by the cable 21A. Further, inside the light source unit casing 27, light from the LED element unit 21 (specifically, light from the first LED element 22 and second light between the LED element unit 21 and the opening 27A).
  • the lens 26 for condensing and mixing the light from the LED element 23 is disposed at a position close to the opening 27A between the lens 26 and the opening 27A.
  • a set aperture 29 is provided.
  • the light source housing 27 is provided with a window member 28 so as to close the opening 27A.
  • the opening 27A, the aperture 29, and the window member 28 constitute a light emitting part of the light source part 20.
  • the light source unit 20 includes two different lights, specifically, light having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm (light from the first LED element 22) and wavelength range of 500 to 520 nm.
  • light having a peak wavelength is mixed while being collected by the lens 26, and is emitted from the light emitting portion. That is, in the photoirradiation device 10 for photodynamic therapy, the light from the plurality of first LED elements 22 and the plurality of second LED elements 23 radiated from the light source unit 20 to the same irradiation site. Are simultaneously irradiated with light from.
  • the irradiation area on the irradiation surface is rectangular, and the standard of the size of the irradiation area is a vertical dimension and a horizontal dimension of 100 mm.
  • the first LED element 22 is shown by applying light ink
  • the second LED element 23 is shown by applying dark ink.
  • the number of the first LED elements 22 and the second LED elements 23 constituting the LED element unit 21 is about 100 each.
  • the number of second LED elements 23 is preferably equal to or more than the number of first LED elements 22.
  • the light from the first LED elements 22 (the peak wavelength is in the range of 400 to 420 nm) in the light from the light source unit 20.
  • the magnitude of the energy of light from the second LED element 23 (light having a peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm) within the expected range in the relationship between the two. It can be adjusted easily.
  • the number of first LED elements 22 and the number of second LED elements 23 are both 162 and the same number.
  • the plurality of first LED elements 22 and the plurality of second LED elements 23 are arranged at a predetermined pitch (center-to-center distance) as shown in FIG. 3. It is preferable that the LED elements of the same type are alternately arranged in a grid pattern so as not to be adjacent to each other. Since the first LED elements 22 and the second LED elements 23 are alternately arranged in a grid pattern, high uniformity in illuminance distribution on the irradiated surface can be obtained.
  • a blue LED element or the like is used as the first LED element 22.
  • a blue LED element having a peak wavelength at a wavelength of 405 nm is used as the first LED element 22, and the blue LED element has a hemisphere made of a transparent resin so as to cover the surface.
  • a lens layer is provided.
  • a green LED element or the like is used as the second LED element 23, a green LED element or the like is used.
  • a green LED element having a peak wavelength at a wavelength of 505 nm is used as the second LED element 23, and the green LED element has a hemisphere made of a transparent resin so as to cover the surface.
  • a lens layer is provided.
  • a convex lens, a Fresnel lens, or the like can be used as the lens 26.
  • the light source unit 20 can be downsized as compared with the case where a convex lens is used as the lens 26. Therefore, the light irradiation device 10 for photodynamic therapy is downsized. be able to.
  • a convex lens is used as the lens 26.
  • the window member 28 has high light transmittance with respect to light emitted from the LED element unit 21 (specifically, light from the first LED element 22 and light from the second LED element 23), and high. Those having mechanical strength are used.
  • a specific example of the material of the window member 28 is, for example, quartz glass.
  • the aperture 29 has a size equal to or smaller than the opening 27A. Since the aperture 29 is provided in the light source unit 20, the boundary between the irradiation region and the non-irradiation region can be clarified on the irradiation surface, and thus light irradiation to an unintended part, that is, a part other than the irradiation part (low Output exposure) can be prevented.
  • the control unit 30 controls the output of the LED elements (specifically, the first LED element 22 and the second LED element 23) constituting the light source unit 20.
  • the light source unit 20 can emit desired light according to the diseased site or the like.
  • neoplastic lesions specifically, for example, actinic keratosis, etc.
  • lowering the output of the LED elements constituting the light source unit 20 by the control unit 30 can be addressed by lowering the output of the LED elements constituting the light source unit 20 by the control unit 30.
  • the control part 30 can control the output of the 1st LED element 22 and the output of the 2nd LED element 23 separately. Since the control unit 30 separately performs the output control of the first LED element 22 and the second LED element 23, the light source unit 20 emits the desired light according to the type of disease or the like. be able to. That is, the light irradiation method of the present invention (specifically, the first light irradiation method of the present invention and the second light irradiation method of the present invention) can be carried out.
  • the light irradiation method of the present invention includes light having a peak wavelength in the range of 400 to 420 nm from the first LED element 22 and light having a peak wavelength in the range of 500 to 520 nm from the second LED element 23. Is a light irradiation method for photodynamic therapy. And the output of any one of the 1st LED element 22 and the 2nd LED element 23 is made higher than the other output, It is characterized by the above-mentioned. That is, in the first light irradiation method of the present invention, the output of light having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm from the first LED element 22 is the wavelength of 500 to 520 nm from the second LED element 23.
  • the second light irradiation method of the present invention has a peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm from the second LED element 23.
  • the light is higher than the output of light having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm from the first LED element 22.
  • photodynamic therapy which one of the first light irradiation method of the present invention and the second light irradiation method of the present invention is used is appropriately selected according to the type of disease. Specifically, for example, when a lesion is present on the skin surface, such as acne vulgaris, photodynamic treatment is performed by the first light irradiation method of the present invention.
  • the control unit 30 makes the output of the first LED element 22 higher than the output of the second LED element 23.
  • the control unit 30 makes the output of the first LED element 22 higher than the output of the second LED element 23.
  • light having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm can be obtained. Since the depth of living body is small compared to light having a peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm, a higher therapeutic effect can be obtained. Further, when the lesioned part exists at a relatively deep position in the living body such as actinic keratosis, Bowen's disease, etc., photodynamic therapy is performed by the second light irradiation method of the present invention.
  • control unit 30 makes the output of the second LED element 23 higher than the output of the first LED element 22.
  • the control unit 30 makes the output of the second LED element 23 higher than the output of the first LED element 22.
  • the light having the peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm is controlled to be in the range of wavelength 400 to 420 nm. Since the living body is deeper than light having a peak wavelength, a higher therapeutic effect can be obtained.
  • the magnitude of the energy of the light having the peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm (the light from the second LED element 23) in the light from the light source unit 20 is the wavelength of 400 to 420 nm. It is preferable that the magnitude of the energy of the light having the peak wavelength in the range of (the light from the LED element 22) be equal to or greater than that.
  • the energy of light from the first LED element 22 and the energy of light from the second LED element 23 are the type of disease, the state of the lesion, and the treatment time (irradiation time). ) it is determined appropriately, such as by, but specifically, is preferably 10 mW / cm 2 or more, further preferably 10 ⁇ 60mW / cm 2.
  • control unit 30 has light from the light source unit 20, specifically, light from the first LED element 22 (having a peak wavelength in the range of 400 to 420 nm) by pulse width modulation control or amplitude variable control. It is preferable that an irradiation energy adjustment mechanism for adjusting the energy of light (light) and light from the second LED element 23 (light having a peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm) is provided. That is, the control unit 30 is provided with an irradiation energy adjustment mechanism based on pulse width modulation control or an irradiation energy adjustment mechanism based on amplitude variable control as means for controlling the output of the LED elements constituting the light source unit 20. Is preferred.
  • This irradiation energy adjustment mechanism controls the output of the first LED element 22 and the second LED element 23 so that, for example, the output of one LED element is 100% and the output of the other LED element is 70%.
  • adjustment of the energy of the light from each LED element can be performed separately.
  • the irradiation energy adjustment mechanism by pulse width modulation control as shown in FIGS. 4 (a-1) to (a-3)
  • the LED elements constituting the light source unit 20 are pulsed at high speed, and the duty ratio of the pulse wave
  • the energy of light from the light source unit 20 is adjusted by not causing the LED elements constituting the light source unit 20 to pulse.
  • variable amplitude control as shown in FIGS.
  • FIG. 4 (a-1) represents an output signal for performing pulse width modulation control with a duty ratio of 10%
  • the solid line in FIG. 4 (a-2) has a duty ratio of 50%
  • An output signal for performing pulse width modulation control is shown
  • a solid line in FIG. 4A-3 indicates an output signal for performing pulse width modulation control with a duty ratio of 90%.
  • T represents the period of the pulse wave
  • t (on) represents the ON time in the pulse width modulation
  • t (off) represents the pulse width. Indicates off time in modulation.
  • the output signal for performing amplitude variable control is indicated by a solid line
  • the output signal when control is not performed is indicated by a broken line.
  • the solid line in FIG. 5 (b-1) indicates an output signal for performing amplitude variable control with an amplitude of 10%
  • the solid line in FIG. 5 (b-2) indicates amplitude variable control with an amplitude of 50%
  • the solid line in FIG. 5B-3 shows the output signal for performing amplitude variable control with an amplitude of 90%.
  • (a-4) in FIG. 4 and (b-4) in FIG. 5 indicate output signals when control is not performed.
  • the irradiation energy adjustment mechanism by amplitude variable control is constituted by, for example, an amplitude control power source.
  • the irradiation energy adjustment mechanism by pulse width modulation control is comprised by the pulse modulation control power supply etc., for example.
  • the energy of the light from the light source unit 20 (specifically, the light from the first LED element 22 and the light from the second LED element 23) is adjusted by an irradiation energy adjustment mechanism by pulse width modulation control.
  • the off time (t (off)) in the pulse width modulation is preferably 4 ⁇ s or less.
  • the off time in the pulse width modulation related to each light is It may be different as long as it is 4 ⁇ s or less.
  • the amplitude variable control is performed without causing the adverse effect of the pulse irradiation, specifically, that the therapeutic effect is reduced due to the quenching action.
  • An excellent therapeutic effect equivalent to that obtained by continuous irradiation can be obtained.
  • the irradiation energy adjustment mechanism by the pulse width modulation control is configured by a pulse modulation control power source with a frequency of 125 kHz
  • the pulse width modulation control is performed so that the duty ratio is 50% or less, thereby performing the pulse width modulation.
  • the off time (t (off)) at can be set to 4 ⁇ s or less.
  • the control unit 30 includes an LED driving power unit, a control unit such as a PLC, and an irradiation energy adjustment mechanism (specifically, for example, a pulse modulation control power source) in a rectangular parallelepiped control unit housing 37.
  • a graphic operation panel 39 is disposed on the side surface of the control unit casing 37.
  • the light source unit 20 is disposed apart from the irradiation site such that the window member 28 faces the irradiation site.
  • the separation distance between the irradiation site and the light source unit 20 (window member 28) is preferably 10 to 50 mm, for example, 20 mm from the viewpoint of hygiene and prevention of blurring of the irradiated image end.
  • the control unit 30 supplies electric power from the control unit 30 to each of the plurality of first LED elements 22 and the plurality of second LED elements 23, these LED elements are turned on all at once.
  • Two different lights specifically, light from a plurality of first LED elements 22 (light having a peak wavelength in the range of 400 to 420 nm) and light from a plurality of second LED elements 23 (wavelengths of 500 to And light having a peak wavelength in the range of 520 nm) are simultaneously irradiated in a mixed state.
  • the photodynamic therapeutic light irradiation apparatus 10 provides light having a peak wavelength in the range of 400 to 420 nm and light having a peak wavelength in the range of 500 to 520 nm with respect to the same irradiation site. Since the irradiation is performed in combination, as will be apparent from an experimental example to be described later (specifically, experimental example 1), a synergistic effect is obtained by combining these two different lights, and treatment with PDT is performed. The efficiency improvement is demonstrated. Therefore, compared with the case where two different lights (specifically, light having a peak wavelength in the range of 400 to 420 nm and light having a peak wavelength in the range of 500 to 520 nm) are irradiated with a single wavelength, treatment is performed.
  • the reason why a synergistic effect is obtained by combining light having a peak wavelength in the range of 400 to 420 nm and light having a peak wavelength in the range of 500 to 520 nm is estimated as follows.
  • the photosensitizer is photomodified by one of the light having the peak wavelength in the range of 400 to 420 nm and the light having the peak wavelength in the range of 500 to 520 nm, and the other of the two different lights.
  • the light has a large absorption peak. Then, the photosensitizing substance (photo-modifying substance) photomodified by one light is further photo-modified by the other light. In this way, it is presumed that a synergistic effect is obtained by combining two different lights.
  • the control unit 30 has an irradiation energy adjustment mechanism by pulse width modulation control.
  • the off time in the pulse width modulation is 4 ⁇ s or less.
  • the control part 30 performs output control of the 1st LED element 22 and the 2nd LED element 23 separately, and the kind of disease etc.
  • the desired light can be emitted according to the condition. That is, the light irradiation method of the present invention (specifically, the first light irradiation method of the present invention and the second light irradiation method of the present invention) can be carried out.
  • the first light irradiation method of the present invention the output of light having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm from the first LED element 22 is increased.
  • the light having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 420 nm is less deep in the living body than the light having the peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm. Therefore, a higher therapeutic effect can be obtained for a disease in which a lesion is present at a relatively shallow position in the living body by light irradiation for a short time.
  • the output of light having a peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm from the second LED element 23 is increased.
  • the light having a peak wavelength in the wavelength range of 500 to 520 nm has a greater biological depth than the light having the peak wavelength in the range of wavelength of 400 to 420 nm. Therefore, a higher therapeutic effect can be obtained for a disease in which a lesion is present at a relatively deep position in a living body by light irradiation for a short time.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
  • the first LED element and the first LED element can be used from the viewpoint of device availability. Only one of the two LED elements may be selectively lit.
  • the light source unit is provided with a diffusion plate 41 as a light mixing member for mixing the light from the first LED element 22 and the light from the second LED element 23. It may be.
  • the diffusion plate 41 may be disposed in the vicinity of the LED element unit 21. it can.
  • the diffusion plate 41 is disposed so as to close the opening of the frame body 25. Therefore, as shown in FIG. 2, a large separation distance is required between the LED element unit 21 and the opening 27 ⁇ / b> A of the light source housing 27 as in the case where a lens is used as the light mixing member. Absent.
  • the light source unit 20 can be reduced in size, the light irradiation device for photodynamic therapy itself can be reduced in size.
  • a light irradiation device for photodynamic therapy is required for acne vulgaris or the like because the irradiance is reduced by about 30% as compared with a light mixing member provided with a lens. It is suitably used for the treatment of diseases with low light irradiation. That is, in order to obtain a high illuminance on the irradiation surface, the light source unit is a light mixing member for mixing light from the first LED element and light from the second LED element as shown in FIG. It is preferable that a lens having a condensing function is provided.
  • the light irradiation device for photodynamic therapy that is used for the treatment of a disease that requires a relatively low dose in the lesion
  • high-output ones are used as the first LED element and the second LED element.
  • a diffusion plate can be suitably used as the light mixing member member.
  • the light source unit is an LED element unit in which other LED elements, specifically, a red LED element having a peak wavelength of 635 nm, are arranged together with the first LED element and the second LED element. May be.
  • the photodynamic therapeutic light irradiation device provided with the light source unit having such a configuration, only the red LED element can be selectively turned on, and thus it can be used as a red light irradiator. Therefore, the usability of the apparatus is increased.
  • the first light irradiation method and the second light irradiation method are not limited to being performed by the light irradiation device for photodynamic therapy of the present invention, and the photodynamic therapy of the present invention. It can also be carried out by an apparatus other than the light irradiation apparatus. Specifically, for example, the present invention can be carried out using a device including a first LED element and a device including a second LED element.
  • Example 1 In a plurality of plates, 1 ⁇ 10 5 HaCaT cells (human skin keratinocyte cell line) were cultured for 18 hours and then diluted with PBS (phosphate buffered saline) to give a concentration of 1 mM ⁇ -aminolevulinic acid. 200 ⁇ l of (5-ALA) solution was added. Then, after a lapse of 4 hours, the irradiation dose is 0.2 J / cm 2 , 0.4 J / cm 2 , 0.6 J / cm 2 , 0.8 J / cm for a plurality of plates other than one plate, respectively.
  • PBS phosphate buffered saline
  • the condition to be 1.0 J / cm 2 and 1.2 J / cm 2 5 kinds of single wavelength radiation, and (specifically, two-wavelength radiation) four of a plurality of wavelengths irradiated was.
  • the five types of single wavelength irradiation irradiation with light having a wavelength of 405 nm, light having a wavelength of 505 nm, light having a wavelength of 545 nm, light having a wavelength of 570 nm, and light having a wavelength of 635 nm was performed.
  • the four types of multi-wavelength irradiation include light combining a light having a wavelength of 405 nm and light having a wavelength of 505 nm, a light combining a light having a wavelength of 405 nm and a light having a wavelength of 545 nm, and light having a wavelength of 405 nm and light having a wavelength of 570 nm. And a combination of light having a wavelength of 405 nm and light having a wavelength of 635 nm were irradiated.
  • an LED element having a light energy of 11 mW / cm 2 (irradiation distance: 100 mm) was used as a light source having a wavelength of 405 nm. Further, as a light source of light having a wavelength of 505 nm, an LED element having an energy of light from the light source of 17 mW / cm 2 (irradiation distance 40 mm) was used. Thereafter, the cells were cultured for 18 hours in a plurality of plates subjected to light irradiation and plates not subjected to light irradiation, and the cell viability was measured by an MTT test using an XTT cell proliferation assay kit.
  • FIGS. 7 to 10 show the relative values of the cell viability based on the cell viability in the plate not subjected to light irradiation. Further, based on the results of cell viability when the light irradiation amount is 0.4 J / cm 2 , the following formula (1) is used to treat the therapeutic effect by the photodynamic therapy (hereinafter also referred to as “PDT effect”). ) was calculated. The results are shown in FIG. In FIG.
  • the results relating to the single wavelength irradiation of light with a wavelength of 405 nm are diamond plots ( ⁇ )
  • the results relating to single wavelength irradiation of light with a wavelength of 505 nm are square plots ( ⁇ )
  • the light having a wavelength of 405 nm and the wavelength of 505 nm are shown as triangular plots ( ⁇ ).
  • triangular plots
  • the results relating to single wavelength irradiation of light with a wavelength of 405 nm are rhombus plots ( ⁇ )
  • the results relating to single wavelength irradiation of light with a wavelength of 545 nm are square plots ( ⁇ )
  • the light having a wavelength of 405 nm and the wavelength of 545 nm are shown as triangular plots ( ⁇ ).
  • triangular plots
  • the results relating to the single wavelength irradiation of light having a wavelength of 405 nm are rhombus plots ( ⁇ )
  • the results relating to single wavelength irradiation of light having a wavelength of 570 nm are square plots ( ⁇ )
  • the light having a wavelength of 405 nm and light having a wavelength of 570 nm are shown as triangular plots ( ⁇ ).
  • triangular plots
  • the results relating to the single wavelength irradiation of light having a wavelength of 405 nm are diamond plots ( ⁇ )
  • the results relating to single wavelength irradiation of light having a wavelength of 635 nm are square plots ( ⁇ )
  • the light having a wavelength of 405 nm and light having a wavelength of 635 nm are plotted.
  • the results for multi-wavelength irradiation in combination with light are shown as triangular plots ( ⁇ ).
  • the cell viability reference values calculated based on the results of the two types of single wavelength irradiation are shown in cross plots ( ⁇ ), and the reference lines based on the cross plots are shown. It is shown.
  • the cell viability reference value is a dose I / 2 [single wavelength irradiation of light of one wavelength in the multiple wavelength irradiation, where I [J / cm 2 ] is an irradiation dose in the multiple wavelength irradiation.
  • J / cm 2 when the cell survival rate is E1
  • the cell survival rate according to the irradiation amount I / 2 [J / cm 2 ] of single wavelength irradiation of the other wavelength light in the multiple wavelength irradiation is E2
  • the PDT effect relating to the multiple wavelength irradiation combining the light of wavelength 405 nm and the light of wavelength 505 nm is shown as “405 + 505”, and the multiple wavelengths combining the light of wavelength 405 nm and the light of wavelength 545 nm
  • the PDT effect related to the irradiation is shown as “405 + 545”
  • the PDT effect related to the multiple wavelength irradiation combining the light of wavelength 405 nm and the light of wavelength 570 nm is shown as “405 + 570”
  • the PDT effect related to the multiple wavelength irradiation combining the light having a wavelength of 635 nm is shown as “405 + 635”.
  • the irradiation dose is 0.9 J / cm 2 or more.
  • a synergistic effect was obtained, it became clear that a synergistic effect could not be obtained at a dose as low as 0.4 J / cm 2 .
  • a synergistic effect is not obtained at all in the combination of light having a wavelength of 405 nm and light having a wavelength of 570 nm. Therefore, according to the light irradiation apparatus for photodynamic therapy of the present invention, it was confirmed that an excellent therapeutic effect can be obtained by short-time light irradiation.
  • condition (4) light irradiation is performed, and light irradiation is performed by pulse modulation control with an off time (t (off)) of 4.0 ⁇ s in pulse width modulation.
  • condition (5) pulse width modulation is performed. The light was irradiated by pulse modulation control with an off time (t (off)) of 2.7 ⁇ s.
  • the pulse period (T) is 8 ⁇ m.
  • condition (6) irradiation with light having an off time (t (off)) of 0 ⁇ s in pulse width modulation, that is, continuous irradiation, was performed under conditions equivalent to variable amplitude control.
  • the cells were cultured for 18 hours in a plurality of plates subjected to light irradiation and plates not subjected to light irradiation, and the cell viability was measured by an MTT test using an XTT cell proliferation assay kit.
  • the results are shown in FIG. In FIG. 13, the relative value of the cell viability based on the cell viability in the plate not subjected to light irradiation is shown.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

本発明は、短時間の光照射によって優れた治療効果を得ることのできる光線力学的治療用光照射装置および光照射方法を提供することを目的とする。 本発明の光線力学的治療用光照射装置は、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する第1のLED素子および波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する第2のLED素子を有する光源部と、前記第1のLED素子および前記第2のLED素子の出力を制御する制御部とを備え、同一の照射部位に対して、前記光源部を構成する第1のLED素子および第2のLED素子が共に点灯されることによって当該第1のLED素子からの光と当該第2のLED素子からの光とが照射されることを特徴とする。

Description

光線力学的治療用光照射装置および光照射方法
 本発明は、光線力学的治療用光照射装置および光照射方法に関する。
 従来、光を用いた治療法の1つに光線力学的治療法(Photodynamic therapy、以下、「PDT」ともいう。)が知られている。PDTとは、生体内の病変部(病変異常組織)に親和性を有する光増感性物質の性質、具体的には病変部に特異的に蓄積される性質を利用する治療法である。具体的に説明すると、PDTは、生体内に光増感性物質または光増感性物質の前駆物質を投与した後、光増感性物質(生体内において光増感性物質の前駆物質から合成された光増感性物質を含む)に対して光(可視光線)を照射し、組織内で生成した活性酸素種を用いて、病変異常組織のみを選択的に破壊する治療法である。そして、近年、皮膚科分野において、PDTは、日光角化症、ボーエン病、パジェット病および基底細胞癌等の腫瘍性病変、重度の尋常性ざ瘡、脂線増殖症、並びに難治性疣贅などの治療において広く用いられつつある。
 このようなPDTを実施するための光線力学的治療用光照射装置(以下、「PDT装置」ともいう。)において、光源としては、一般的に、波長600~700nmのレーザ光源が用いられている。レーザ光源は、放射輝度が高く、また照射面積(スポット径)が小さいことから、ファイバなどの伝送光学素子を用いた装置設計が容易であるなどのメリットがあるため、病変部が小さい範囲の疾患に対しては効率のよい光源である。しかしながら、日光角化症、ボーエン病、基底細胞癌等、およびざ瘡などに代表される皮膚科における疾患では病変部が広範囲であることが多いため、照射面積が小さなレーザ光源を用いたPDT装置によっては治療のための照射時間が長くなる、という問題がある。
 また、PDT装置としては、光源として、キセノンランプやメタルハライドランプなどに代表されるランプを用いたものが開発、上市されている。しかしながら、ランプを光源とするPDT装置においては、ランプから赤外線が放射されることから、その赤外線に起因して生じる問題、具体的には照射領域において熱感が生じる、という問題がある。
 而して、近年においては、これらの問題を解消すべく、光源としてLED素子を用いたPDT装置が提案されてきている(例えば、特許文献1参照。)。
 具体的に、特許文献1には、光源として、異なる波長域の光を放射する2種のLED素子を備え、その2種のLED素子からの異なる2つの光を、同一の照射部位に対して同時にパルス照射するPDT装置が開示されている。このPDT装置において、同時に放射される異なる2つの光は、用いる光増感性物質が感応する最大吸収ピーク波長に合致する波長域(具体的には、波長400~550nmの範囲、以下「感応波長域」ともいう。)の光と、その感応波長域以外の波長域(具体的には、590~690nmの範囲)の光とである。つまりは、このPDT装置においては、2種のLED素子の1つとして、病変部に蓄積された光増感性物質の感応波長域に合致する波長域の光を放射するものを選択的に用い、他の1つのLED素子として、感応波長域以外の波長域を有するものを選択的に用いることが必要とされる。
特開2008-237618号公報
 一方、光増感性物質および光増感性物質の前駆物質としては、δ-アミノレブリン酸(5-ALA)などのように、わが国においては2014年7月にようやく医療認可(薬事許可)がなされ、新たに用いられ始めたものがある。ここに、「δ-アミノレブリン酸」は、光増感性物質の前駆物質であって、それ自体が光増感性を有するものではなく、このδ-アミノレブリン酸から酵素反応を経て合成されるプロトポルフィンIX(PpIX)が光増感性物質として機能するものである。そのため、実際の医療現場においては、新たな光増感性物質を用いて有効な治療をするためにどのような波長域の光を照射することが有用であるのかは知られていない。
 ここに、プロトポルフィンIX(PpIX)は、図14において破線によって示すような吸収スペクトルを有しており、波長410nm、波長510nm、波長545nm、波長580nmおよび波長630nmに吸収ピークを有し、波長410nmの光、波長510nmの光、波長545nmの光、波長580nmの光および波長630nmの光の順に、吸光度が大きいものである。一方、これらの光の生体深達性は、波長410nmの光、波長510nmの光、波長545nmの光、波長580nmの光および波長630nmの光の順に小さくなる。
 図14においては、プロトポルフィンIXの吸収スペクトルと共に、このプロトポルフィンIXの吸収ピークの各々に相当するピーク波長を有する5種のLED素子の光強度を示すスペクトルが、曲線(a)~曲線(e)によって示されている。曲線(a)は、波長405nmにピーク波長を有するLED素子の光強度を示すスペクトルであり、曲線(b)は、波長505nmにピーク波長を有するLED素子の光強度を示すスペクトルであり、曲線(c)は、波長545nmにピーク波長を有するLED素子の光強度を示すスペクトルであり、曲線(d)は、波長570nmにピーク波長を有するLED素子の光強度を示すスペクトルであり、曲線(e)は、波長635nmにピーク波長を有するLED素子の光強度を示すスペクトルである。
 而して、本発明者らは、以上のような事情に基づいて、光源としてLED素子を用いたPDT装置について鋭意研究を重ねた結果、光増感性物質としてプロトポルフィンIXを用いた場合においても、それぞれ特定の波長範囲にピーク波長を有する2種のLED素子を組み合わせて用いることにより、PDTによる優れた治癒効果が得られることを見出した。
 以上のように、本発明は、本発明者らの鋭意研究の結果なされたものであって、その目的は、短時間の光照射によって優れた治療効果を得ることのできる光線力学的治療用光照射装置および光照射方法を提供することにある。
 本発明の光線力学的治療用光照射装置は、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する第1のLED素子および波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する第2のLED素子を有する光源部と、
 前記第1のLED素子および前記第2のLED素子の出力を制御する制御部と
を備え、
 同一の照射部位に対して、前記光源部を構成する第1のLED素子および第2のLED素子が共に点灯されることによって当該第1のLED素子からの光と当該第2のLED素子からの光とが照射されることを特徴とする。
 本発明の光線力学的治療用光照射装置においては、前記第2のLED素子からの光のエネルギーの大きさが、前記第1のLED素子からの光のエネルギーの大きさと同等以上であることが好ましい。
 本発明の光線力学的治療用光照射装置においては、前記制御部が、第1のLED素子からの光および第2のLED素子からの光をパルス幅変調制御する照射エネルギー調整機構を有し、当該パルス幅変調におけるオフ時間が4μs以下であることが好ましい。
 本発明の第1の光照射方法は、第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光と、第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光とを同一の照射部位に照射する光線力学的治療のための光照射方法であって、
 前記第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力が、前記第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光の出力よりも高いことを特徴とする。
 本発明の第2の光照射方法は、第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光と、第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光とを同一の照射部位に照射する光線力学的治療のための光照射方法であって、
 前記第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光の出力が、前記第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力よりも高いことを特徴とする。
 本発明の光線力学的治療用光照射装置においては、光源部が、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する第1のLED素子と波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する第2のLED素子とを有するものである。そして、同一の照射部位に対して、第1のLED素子からの光と第2のLED素子からの光とを同時に照射することによれば、第1のLED素子からの光および第2のLED素子からの光の各々を単独照射した場合に比して、治療に必要とされる照射量(積算光量)を少なくすることができる。その結果、治療に要する照射時間の短縮化を図ることができる。
 従って、本発明の光線力学的治療用光照射装置によれば、短時間の光照射によって優れた治療効果を得ることができる。
 本発明の第1の光照射方法および本発明の第2の光照射方法は、いずれの方法も、第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光と、第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光とを同一の照射部位に照射することによって光線力学的治療を行うためのものである。そして、本発明の第1の光照射方法は、第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力を、第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光の出力よりも高くすることを特徴とし、また、本発明の第2の光照射方法は、第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光の出力を、第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力よりも高くすることを特徴とする。
 而して、本発明の第1の光照射方法によれば、短時間の光照射により、病変部が生体内における比較的浅い位置に存在する疾患に対して、高い治療効果を得ることができる。
 また、本発明の第2の光照射方法によれば、短時間の光照射により、病変部が生体内における比較的深い位置に存在する疾患に対して、高い治療効果を得ることができる。
本発明の光線力学的治療用光照射装置の構成の一例を示す説明図である。 図1の光線力学的治療用光照射装置における光源部の構成を示す説明図である。 図2の光源部におけるLED素子の配列状態を示す説明図である。 制御部からの出力信号の一例を示す説明図である。 制御部からの出力信号の他の例を示す説明図である。 本発明の光線力学的治療用光照射装置における光源部の構成の他の例を示す説明図である。 実験例1において得られた、波長405nmの光および波長505nmの光の単独波長照射、並びに波長405nmの光と波長505nmの光とを組み合わせた複数波長照射における、照射量と細胞生存率との関係を示すグラフである。 実験例1において得られた、波長405nmの光および波長545nmの光の単独波長照射、並びに波長405nmの光と波長545nmの光とを組み合わせた複数波長照射における、照射量と細胞生存率との関係を示すグラフである。 実験例1において得られた、波長405nmの光および波長570nmの光の単独波長照射、並びに波長405nmの光と波長570nmの光とを組み合わせた複数波長照射における、照射量と細胞生存率との関係を示すグラフである。 実験例1において得られた、波長405nmの光および波長635nmの光の単独波長照射、並びに波長405nmの光と波長635nmの光とを組み合わせた複数波長照射における、照射量と細胞生存率との関係を示すグラフである。 実験例1において得られた、複数波長照射におけるPDT効果を示すグラフである。 実験例2において実施した、パルス変調制御電源による256階調のパルス幅変調制御を示す説明図である。 実験例2において得られた、パルス幅変調におけるオフ時間と細胞生存率との関係を示すグラフである。 プロトポルフィンIXの吸収スペクトルを、このプロトポルフィンIXの吸収ピークの各々に相当するピーク波長を有する5種のLED素子の光強度のスペクトルと共に示すグラフである。
 以下、本発明の実施の形態について説明する。
 図1は、本発明の光線力学的治療用光照射装置の構成の一例を示す説明図であり、図2は、図1の光線力学的治療用光照射装置における光源部の構成を示す説明図である。また、図3は、図2の光源部におけるLED素子の配列状態を示す説明図である。
 この光線力学的治療用光照射装置10は、生体内に光増感性物質または光増感性物質の前駆物質よりなる生体投与物質を投与した後、病変部(病変異常組織)に蓄積された光増感性物質(生体内において光増感性物質の前駆物質から合成された光増感性物質を含む)に対して光を照射することによって光線力学的治療法(PDT)を行うためのものである。
 生体投与物質としては、必要に応じて生体内において反応し、病変部においてポルフィリン化合物として蓄積される化合物などが用いられる。
 生体投与物質の具体例としては、例えばδ-アミノレブリン酸(5-ALA)が挙げられる。このδ-アミノレブリン酸は、前述のように、光増感性物質の前駆物質であって、酵素反応を経て合成されるプロトポルフィンIX(PpIX)が光増感性物質として機能するものである。
 光線力学的治療用光照射装置10は、第1のLED素子22および第2のLED素子23を有する光源部20と、光源部20を構成する第1のLED素子22および第2のLED素子23の出力を制御する制御部30とを備え、光源部20および制御部30が支持体11によって支持されたものである。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を備え、この架台12の中央部において上方に伸びる支柱13の上部に、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が設けられたものである。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おり、一方、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。
 図の例において、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が設けられている。
 光源部20は、2種類のLED素子、具体的には、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する第1のLED素子22と、波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する第2のLED素子23とを有するものである。そして、この光源部20においては、第1のLED素子22と第2のLED素子23とが共に点灯されることによって、第1のLED素子22からの光(具体的には、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光)と、第2のLED素子23からの光(具体的には、波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光)とが同時に放射される。
 また、光源部20は、図2および図3に示すように、複数の第1のLED素子22と、複数の第2のLED素子23とを有するものであることが好ましい。
 具体的に、光源部20は、図3に示すように、矩形筒状の枠体25の内部において、複数の第1のLED素子22と複数の第2のLED素子23とが、矩形状の基板24上に、当該基板24の外周縁に沿って縦横に並ぶよう配置されてなるLED素子ユニット21を備えている。
 そして、LED素子ユニット21は、一方に開口27Aを有する直方体状の光源部用筐体27の内部において、支持部材(図示省略)によって支持されて、当該開口27Aに対向するように配置されている。このLED素子ユニット21には、当該LED素子ユニット21を構成する第1のLED素子22および第2のLED素子23に電力を供給するためのケーブル21Aが電気的に接続されている。このケーブル21Aにより、光源部20(LED素子ユニット21)と制御部30とが電気的に接続されている。また、光源部用筐体27の内部においては、LED素子ユニット21と開口27Aとの間に、LED素子ユニット21からの光(具体的には、第1のLED素子22からの光および第2のLED素子23からの光)を集光して混合するためのレンズ26が配置されており、またレンズ26と開口27Aとの間における、開口27Aに近接した位置には、所定の大きさに設定されたアパーチャー29が設けられている。また、光源部用筐体27には、開口27Aを閉塞するように窓部材28が設けられている。そして、開口27A、アパーチャー29および窓部材28によって光源部20の光出射部が構成されている。
 このようにして、光源部20は、2つの異なる光、具体的には波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光(第1のLED素子22からの光)と、波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光(LED素子23からの光)とを、レンズ26により集光しつつ混合し、光出射部から放射する構成のものとされている。すなわち、光線力学的治療用光照射装置10においては、同一の照射部位に対して、光源部20から放射された、複数の第1のLED素子22からの光と複数の第2のLED素子23からの光とが同時に照射される。
 この図の例において、照射面(照射部位)における照射領域は四角形状であって、当該照射領域の大きさの目安は縦寸法および横寸法が100mmである。
 また、図3においては、第1のLED素子22が薄墨を施すことによって示されており、第2のLED素子23が濃墨を施すことによって示されている。
 LED素子ユニット21において、当該LED素子ユニット21を構成する第1のLED素子22および第2のLED素子23の個数は、各々100個程度とされる。
 そして、LED素子ユニット21においては、第2のLED素子23の個数が、第1のLED素子22の個数と同数またはそれ以上であることが好ましい。
 第2のLED素子23の個数が第1のLED素子22の個数以上であることにより、光源部20からの光において、第1のLED素子22からの光(波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光)のエネルギーの大きさ、および第2のLED素子23からの光(波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光)のエネルギーの大きさを、両者の関係における所期の範囲に容易に調整することができる。
 この図の例において、第1のLED素子22の個数および第2のLED素子23の個数は、共に162個であって同数である。
 また、LED素子ユニット21において、複数の第1のLED素子22と複数の第2のLED素子23とは、図3に示されているように、所定の大きさのピッチ(中心間距離)によって同一種のLED素子同士が互いに隣接することのないように交互に格子状に配置されていることが好ましい。
 第1のLED素子22と第2のLED素子23とが交互に格子状に配置されていることにより、照射面における照度分布に高い均一性が得られる。従って、実際の照射面の位置が、光源部20の光軸上において、設計中心値(設計上の照射面の位置)から前後にずれた場合であっても、その位置ずれに起因して、当該照射面(実際の照射面)における、第1のLED素子22からの光と第2のLED素子23からの光との混合度合いが低下することがない。
 この図の例において、162個の第1のLED素子22と162個の第2のLED素子23とは、基板24上において、等間隔で交互に格子状(縦18行横18行)に配列されている。
 第1のLED素子22としては、青色LED素子などが用いられる。
 この図の例において、第1のLED素子22としては、波長405nmにピーク波長を有する青色LED素子が用いられており、その青色LED素子には、表面を覆うように、透明性樹脂よりなる半球状のレンズ層が設けられている。
 第2のLED素子23としては、緑色LED素子などが用いられる。
 この図の例において、第2のLED素子23としては、波長505nmにピーク波長を有する緑色LED素子が用いられており、その緑色LED素子には、表面を覆うように、透明性樹脂よりなる半球状のレンズ層が設けられている。
 レンズ26としては、凸レンズおよびフレネルレンズなどを用いることができる。
 レンズ26としてフレネルレンズを用いた場合には、レンズ26として凸レンズを用いた場合に比して光源部20を小型化することができることから、光線力学的治療用光照射装置10の小型化を図ることができる。
 図の例において、レンズ26としては、凸レンズが用いられている。
 窓部材28としては、LED素子ユニット21から出射される光(具体的には、第1のLED素子22からの光および第2のLED素子23からの光)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が用いられる。
 窓部材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。
 アパーチャー29は、開口27Aと同等または開口27A以下の大きさを有するものとされている。
 光源部20にアパーチャー29が設けられていることにより、照射面において照射領域と非照射領域との境界を明確にすることができ、よって意図しない部分、すなわち照射部位以外の部分に対する光照射(低出力露光)を防止することができる。
 制御部30は、光源部20を構成するLED素子(具体的には、第1のLED素子22および第2のLED素子23)の出力を制御するものである。
 制御部30によって光源部20を構成するLED素子の出力を制御することにより、光源部20において、疾患部位などに応じた所期の光を放射させることができる。
 具体的に説明すると、例えば顔面、特に目の周辺部の腫瘍性病変(具体的には、例えば日光角化症等)の治療においては、高照度の光が照射されることに起因して、適宜の遮光を行っていても視界に光の残像が残り、十分な治療満足度が得られないおそれがある、という問題がある。而して、制御部30によって光源部20を構成するLED素子の出力を下げることにより、そのような問題に対処することができる。
 また、制御部30は、第1のLED素子22の出力と第2のLED素子23の出力とを別個に制御できるものであることが好ましい。
 制御部30が第1のLED素子22と第2のLED素子23との出力制御を別個に行うものであることにより、光源部20において、疾患の種類などに応じた所期の光を放射させることができる。すなわち、本発明の光照射方法(具体的には、本発明の第1の光照射方法および本発明の第2の光照射方法)を実施することができる。
 本発明の光照射方法は、第1のLED素子22からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光と、第2のLED素子23からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光とを同一の照射部位に照射する光線力学的治療のための光照射方法である。そして、第1のLED素子22および第2のLED素子23のいずれか一方の出力を、他方の出力よりも高くすることを特徴とする。すなわち、本発明の第1の光照射方法は、第1のLED素子22からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力が、第2のLED素子23からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光よりも高いことを特徴とするものであり、また本発明の第2の光照射方法は、第2のLED素子23からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光が、第1のLED素子22からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力よりも高いことを特徴とするものである。
 光線力学的治療において、本発明の第1の光照射方法および本発明の第2の光照射方法のいずれの方法を用いるかは、疾患の種類などに応じて適宜に選択される。
 具体的に説明すると、例えば、尋常性ざ瘡などのように病変部が皮膚表層に存在する場合には、本発明の第1の光照射方法によって光線力学的治療を行う。すなわち、制御部30によって、第1のLED素子22の出力を、第2のLED素子23の出力よりも高くする。このようにして、第1のLED素子22からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力が高くなるように制御することにより、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光が、波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光に比して生体深達性が小さいものであることから、より高い治療効果が得られる。
 また、日光角化症、ボーエン病などのように病変部が生体内における比較的深い位置に存在する場合には、本発明の第2の光照射方法によって光線力学的治療を行う。すなわち、制御部30によって、第2のLED素子23の出力を、第1のLED素子22の出力よりも高くする。このようにして、波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光の出力が高くなるように制御することにより、波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光が、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光に比して生体深達性が大きいものであることから、より高い治療効果が得られる。
 そして、制御部30においては、光源部20からの光における、波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光(第2のLED素子23からの光)のエネルギーの大きさが、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光(LED素素子22からの光)のエネルギーの大きさと同等以上の大きさとされることが好ましい。
 また、光源部20からの光において、第1のLED素子22からの光のエネルギー、および第2のLED素子23からの光のエネルギーは、疾患の種類、病変部の状態および治療時間(照射時間)などによって適宜に定められるが、具体的には、10mW/cm以上であることが好ましく、更に好ましくは10~60mW/cmである。
 また、制御部30には、パルス幅変調制御または振幅可変制御によって光源部20からの光、具体的には、第1のLED素子22からの光(波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光)および第2のLED素子23からの光(波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光)のエネルギーの調整を行う照射エネルギー調整機構が設けられていることが好ましい。すなわち、制御部30においては、光源部20を構成するLED素子の出力を制御するための手段として、パルス幅変調制御による照射エネルギー調整機構または振幅可変制御による照射エネルギー調整機構が設けられていることが好ましい。この照射エネルギー調整機構は、第1のLED素子22と第2のLED素子23との出力制御を、例えば一方のLED素子の出力を100%とし、他方のLED素子の出力を70%とするように、別個に行うためには、各LED素子からの光のエネルギーの調整を別個に行うことのできるものとされる。
 パルス幅変調制御による照射エネルギー調整機構においては、図4(a-1)~(a-3)に示すように、光源部20を構成するLED素子を高速でパルス点灯させ、パルス波のデューティー比を制御すること、および図4(a-4)に示すように、光源部20を構成するLED素子をパルス点灯させないことにより、光源部20からの光のエネルギーの調整が行われる。
 また、振幅可変制御による照射エネルギー調整機構においては、図5(b-1)~(b-3)に示すように、光源部20を構成するLED素子に供給する電流を変化させること、および図5(b-4)に示すように、光源部20を構成するLED素子に供給する電流を変化さないことにより、光源部20からの光のエネルギーの調整が行われる。
 図4および図5において、(a-1)~(a-4)および(b-1)~(b-4)は、制御部30からの出力信号(LED素子の駆動信号)を示す説明図であり、図4に係る(a-1)~(a-3)においては、パルス変調制御を行うための出力信号を実線で示し、パルス変調制御を行わない場合における出力信号を破線で示している。具体的には、図4(a-1)における実線はデューティー比が10%のパルス幅変調制御を行うための出力信号を示し、図4(a-2)における実線はデューティー比が50%のパルス幅変調制御を行うための出力信号を示し、図4(a-3)における実線はデューティー比が90%のパルス幅変調制御を行うための出力信号を示す。図4に係る(a-1)~(a-3)において、Tは、パルス波の周期を示し、t(on)は、パルス幅変調におけるオン時間を示し、t(off)は、パルス幅変調におけるオフ時間を示す。また、図5に係る(b-1)~(b-4)においては、振幅可変制御を行うための出力信号を実線で示し、制御を行わない場合における出力信号を破線で示している。具体的には、図5(b-1)における実線は振幅が10%の振幅可変制御を行うための出力信号を示し、図5(b-2)における実線は振幅が50%の振幅可変制御を行うための出力信号を示し、図5(b-3)における実線は振幅が90%の振幅可変制御を行うための出力信号を示す。
 また、図4における(a-4)および図5における(b-4)は、いずれも、制御を行わない場合における出力信号を示す。
 振幅可変制御による照射エネルギー調整機構は、例えば振幅制御電源などによって構成される。
 また、パルス幅変調制御による照射エネルギー調整機構は、例えばパルス変調制御電源などによって構成される。
 そして、パルス幅変調制御による照射エネルギー調整機構によって光源部20からの光(具体的には、第1のLED素子22からの光および第2のLED素子23からの光)のエネルギーの調整を行う場合においては、パルス幅変調におけるオフ時間(t(off))が4μs以下であることが好ましい。なお、照射エネルギー調整機構によって第1のLED素子22からの光と第2のLED素子23からの光とがパルス幅変調制御される場合においては、それぞれの光に係るパルス幅変調におけるオフ時間は、4μs以下であれば異なっていてもよい。
 パルス幅変調におけるオフ時間が4μs以下であることにより、パルス照射の影響、具体的には消光作用が生じることに起因して治療効果が低下するという弊害が生じることなく、振幅可変制御を行って連続照射を行った場合と同等の優れた治療効果が得られる。
 ここに、パルス幅変調制御による照射エネルギー調整機構を、周波数125kHzのパルス変調制御電源によって構成した場合には、デューティー比が50%以下となるようにパルス幅変調制御を行うことにより、パルス幅変調におけるオフ時間(t(off))を4μs以下とすることができる。
 制御部30は、直方体状の制御部用筐体37の内部に、LED駆動用電源ユニット、PLCなどの制御ユニットおよび照射エネルギー調整機構(具体的には、例えばパルス変調制御電源)が配設されており、また制御部用筐体37の側面に、グラフィック操作パネル39が配設されてなるものである。
 このような光線力学的治療用光照射装置10は、光源部20が、窓部材28が照射部位と対向するようにして、当該照射部位から離間して配置される。ここに、照射部位と光源部20(窓部材28)との離間距離は、衛生面および照射像端のぼやけ防止の観点から、10~50mmであることが好ましく、例えば20mmとされる。そして、制御部30から複数の第1のLED素子22および複数の第2のLED素子23の各々に電力を供給することによってこれらのLED素子が一斉に点灯され、同一の照射部位に対して、2つの異なる光、具体的には複数の第1のLED素子22からの光(波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光)と複数の第2のLED素子23からの光(波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光)とが、混合された状態で同時に照射される。
 而して、光線力学的治療用光照射装置10は、同一の照射部位に対して、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光と波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光とを組み合わせて照射するものであることから、後述の実験例(具体的には、実験例1)から明らかなように、これらの2つの異なる光を組み合わせることによる相乗効果が得られて、PDTによる治療の効率化が発揮される。そのため、2つの異なる光(具体的には、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光および波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光)を単独波長照射した場合に比して、治療に必要とされる照射量(積算光量)を少なくすることができる。その結果、治療に要する照射時間の短縮化を図ることができる。
 従って、光線力学的治療用光照射装置10によれば、短時間の光照射によって優れた治療効果を得ることができる。
 ここに、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光と波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光とを組み合わせることによって相乗効果が得られる理由は、以下のように推測される。
 波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光および波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光のうちの一方の光によって光増感性物質が光変性され、当該2つの異なる光のうちの他方の光に大きな吸収ピークを有するものとなる。そして、一方の光によって光変性された光増感性物質(光変性物質)が、他方の光によって更に光変性されこととなる。このようにして、2つの異なる光を組み合わせることによる相乗効果が得られると推測される。
 また、光線力学的治療用光照射装置10においては、後述の実験例(具体的には、実験例2)から明らかなように、制御部30をパルス幅変調制御による照射エネルギー調整機構を有するものとする場合において、パルス幅変調におけるオフ時間を4μs以下とすることにより、振幅可変制御を行って連続照射を行った場合と同等の優れた治療効果を得ることができる。すなわち、光線力学的治療用光照射装置10において、低コストで流通性もよいことから工業用途において広く利用されているパルス幅変調制御を適用する場合には、パルス幅変調におけるオフ時間を4μs以下とすることにより、パルス照射の影響(消光作用)によって治療効果が低下するという弊害が生じることを防止できる。
 また、光線力学的治療用光照射装置10においては、制御部30を、第1のLED素子22と第2のLED素子23との出力制御を別個に行うものとすることにより、疾患の種類などに応じた所期の光を放射させることができる。すなわち、本発明の光照射方法(具体的には、本発明の第1の光照射方法および本発明の第2の光照射方法)を実施することができる。
 そして、本発明の第1の光照射方法においては、第1のLED素子22からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力が高くなる。その波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光は、波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光に比して生体深達性が小さいものである。そのため、短時間の光照射により、病変部が生体内における比較的浅い位置に存在する疾患に対して、より高い治療効果を得ることができる。
 また、本発明の第2の光照射方法においては、第2のLED素子23からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光の出力が高くなる。その波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光は、波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光に比して生体深達性が大きいものである。そのため、短時間の光照射により、病変部が生体内における比較的深い位置に存在する疾患に対して、より高い治療効果を得ることができる。
 本発明においては、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、光線力学的治療用光照射装置は、第1のLED素子と第2のLED素子とを共に点灯させることのできるものであれば、装置利用性の観点から、第1のLED素子および第2のLED素子のうちの一方のみを選択的に点灯することのできるものであってもよい。
 また、光源部は、図6に示すように、第1のLED素子22からの光と第2のLED素子23からの光とを混合するための光混合部材として拡散板41が設けられたものであってもよい。このような構成の光源部20を備えた光線力学的治療用光照射装置においては、図6に示されているように、拡散板41を、LED素子ユニット21に近接して配設することができる。具体的に、図6においては、拡散板41は、枠体25の開口を塞ぐように配設されている。そのため、図2に示したように光混合部材としてレンズを用いた場合のように、LED素子ユニット21と光源部用筐体27の開口27Aとの間に大きな離間距離が必要とされることがない。その結果、光源部20を小型化することができることから、光線力学的治療用光照射装置自体の小型化を図ることができる。
 このような光線力学的治療用光照射装置は、光混合部材としてレンズが設けられたものに比して、放射照度が30%程度低下することから、尋常性ざ瘡などのように必要とされる光照射量が低い疾患の治療に好適に用いられる。
 すなわち、光源部は、照射面において高照度を得るためには、図2に示されるように第1のLED素子からの光と第2のLED素子からの光とを混合するための光混合部材として集光機能を有するレンズが設けられたものであることが好ましい。しかしながら、病変部において必要とされる照射量が比較的低い疾患の治療に用いられる光線力学的治療用光照射装置においては、第1のLED素子および第2のLED素子として高出力のものを用いることにより、光混合部材部材として拡散板を好適に用いることができる。
 また、光源部は、LED素子ユニットに、第1のLED素子および第2のLED素子と共に、その他のLED素子、具体的には、ピーク波長が635nmの赤色LED素子が配設されたものであってもよい。このような構成の光源部を備えた光線力学的治療用光照射装置によれば、赤色LED素子のみを選択的に点灯することのできるものとすることにより、赤色光照射器としても利用することができることから、装置の利用性が大きくなる。
 また、第1の光照射方法および第2の光照射方法は、いずれの方法も、本発明の光線力学的治療用光照射装置によって実施されることに限定されず、本発明の光線力学的治療用光照射装置以外の装置によっても実施することができる。具体的には、例えば、第1のLED素子を備えた装置と、第2のLED素子を備えた装置とを用いて実施することもできる。
 以下、本発明の実験例について説明する。
〔実験例1〕
 複数のプレート内において、HaCaT細胞(ヒト皮膚角化細胞株)1×10個を18時間かけて培養した後、PBS(リン酸緩衝生理食塩水)によって希釈した、濃度1mMのδ-アミノレブリン酸(5-ALA)溶液200μlを添加した。そして、4時間経過後に、1つのプレート以外の複数のプレートに対して、各々、照射量が0.2J/cm、0.4J/cm、0.6J/cm、0.8J/cm、1.0J/cmおよび1.2J/cmとなる条件により、5種の単独波長照射、および4種の複数波長照射(具体的には、2波長照射)を行った。具体的に、5種の単独波長照射としては、波長405nmの光、波長505nmの光、波長545nmの光、波長570nmの光、および波長635nmの光の照射を行った。また、4種の複数波長照射としては、波長405nmの光と波長505nmの光とを組み合わせた光、波長405nmの光と波長545nmの光とを組み合わせた光、波長405nmの光と波長570nmの光とを組み合わせた光、および波長405nmの光と波長635nmの光とを組み合わせた光の照射を行った。これらの単独波長照射および複数波長照射において、波長405nmの光の光源としては、当該光源からの光のエネルギーが11mW/cm(照射距離100mm)であるLED素子を用いた。また、波長505nmの光の光源としては、当該光源からの光のエネルギーが17mW/cm(照射距離40mm)であるLED素子を用いた。
 その後、光照射を行った複数のプレートおよび光照射を行わなかったプレートにおいて18時間にわたって培養を行い、XTT細胞増殖アッセイキッドを用いたMTT試験によって細胞生存率を測定した。結果を図7~図10に示す。この図7~図10においては、光照射を行わなかったプレートにおける細胞生存率を基準とした細胞生存率の相対値が示されている。
 また、光照射量が0.4J/cmである場合の細胞生存率の結果に基づいて、下記の数式(1)により、光線力学的治療法による治療効果(以下、「PDT効果」ともいう。)を算出した。結果を図11に示す。
 図7には、波長405nmの光の単独波長照射に係る結果が菱形プロット(◆)、波長505nmの光の単独波長照射に係る結果が四角プロット(■)、および波長405nmの光と波長505nmの光とを組み合わせた複数波長照射に係る結果が三角プロット(▲)で示されている。
 図8には、波長405nmの光の単独波長照射に係る結果が菱形プロット(◆)、波長545nmの光の単独波長照射に係る結果が四角プロット(■)、および波長405nmの光と波長545nmの光とを組み合わせた複数波長照射に係る結果が三角プロット(▲)で示されている。
 図9には、波長405nmの光の単独波長照射に係る結果が菱形プロット(◆)、波長570nmの光の単独波長照射に係る結果が四角プロット(■)、および波長405nmの光と波長570nmの光とを組み合わせた複数波長照射に係る結果が三角プロット(▲)で示されている。
 図10には、波長405nmの光の単独波長照射に係る結果が菱形プロット(◆)、波長635nmの光の単独波長照射に係る結果が四角プロット(■)、および波長405nmの光と波長635nmの光とを組み合わせた複数波長照射に係る結果が三角プロット(▲)で示されている。
 また、図7~図10においては、2種の単独波長照射に係る結果に基づいて算出された細胞生存率基準値がクロスプロット(×)で示されており、またそのクロスプロットに基づく基準ラインが示されている。ここに、細胞生存率基準値は、複数波長照射における照射量をI〔J/cm〕としたときの、当該複数波長照射における一方の波長の光の単独波長照射の照射量I/2〔J/cm〕に係る細胞生存率をE1、当該複数波長照射における他方の波長の光の単独波長照射の照射量I/2〔J/cm〕に係る細胞生存率をE2とするとき、下記の数式(2)を用いて算出された値である。
 図11においては、波長405nmの光と波長505nmの光とを組み合わせた複数波長照射に係るPDT効果が「405+505」として示されており、波長405nmの光と波長545nmの光とを組み合わせた複数波長照射に係るPDT効果が「405+545」として示されており、波長405nmの光と波長570nmの光とを組み合わせた複数波長照射に係るPDT効果が「405+570」として示されており、および波長405nmの光と波長635nmの光とを組み合わせた複数波長照射に係るPDT効果が「405+635」として示されている。
数式(1):
PDT効果=1-(細胞生存率)
数式(2):
細胞生存率基準値=(E1+E2)/2
 この実験例1の結果から、プロトポルフィンIX(PpIX)における5つの吸収ピーク(具体的には、波長410nm、波長510nm、波長545nm、波長580nmおよび波長630nm)に相当する5つの光(具体的には、波長405nmの光、波長505nmの光、波長545nmの光、波長570nmの光および波長635nmの光)のうちでは、波長405nmの光が最も優れたPDT効果が得られることが明らかとなった。
 そして、波長405nmの光と波長505nmの光とを組み合わせることにより、相乗効果が得られ、0.4J/cmという低い照射量であっても、優れたPDT効果が得られることが明らかとなった。
 一方、波長405nmの光と、波長545nmの光、波長570nmの光または波長635nmの光との組み合わせにおいては、いずれの組み合わせにおいても、照射量が0.4J/cmと低い場合には、相乗効果が得られず、十分なPDT効果が得られないことが明らかとなった。
 具体的に説明すると、波長405nmの光と波長545nmの光とを組み合わせた場合、および波長405nmの光と波長635nmの光とを組み合わせた場合においては、0.9J/cm以上の照射量では相乗効果が得られるものの、0.4J/cmという低い照射量では相乗効果が得られないことが明らかとなった。また、波長405nmの光と波長570nmの光との組み合わせにおいては、相乗効果が全く得られないことが明らかとなった。
 従って、本発明の光線力学的治療用光照射装置によれば、短時間の光照射によって優れた治療効果が得られることが確認された。
〔実験例2〕
 複数のプレート内において、HaCaT細胞(ヒト皮膚角化細胞株)1×10個をプレートに18時間かけて培養した後、PBS(リン酸緩衝生理食塩水)によって希釈した、濃度1mMのδ-アミノレブリン酸(5-ALA)溶液200μlを添加した。そして、4時間経過後に、1つのプレート以外の複数のプレートに対して、各々、図12に示すようなパルス幅変調による256階調の調光ができる、周波数125kHzのパルス変調制御電源(PWM電源)を用い、下記の表1に従って、照射量が12J/cmとなる条件(1)~条件(6)により、波長635nmの光を照射した。具体的に、条件(1)においては、パルス幅変調におけるオフ時間(t(off))が5.6μsのパルス変調制御による光の照射を行い、条件(2)においては、パルス幅変調におけるオフ時間(t(off))が5.3μsのパルス変調制御による光の照射を行い、条件(3)においては、パルス幅変調におけるオフ時間(t(off))が4.8μsのパルス変調制御による光の照射を行い、条件(4)においては、パルス幅変調におけるオフ時間(t(off))が4.0μsのパルス変調制御による光の照射を行い、条件(5)においては、パルス幅変調におけるオフ時間(t(off))が2.7μsのパルス変調制御による光の照射を行った。条件(1)~条件(5)においては、いずれにおいても、パルス周期(T)は8μmである。また、条件(6)においては、パルス幅変調におけるオフ時間(t(off))が0μsの光の照射、すなわち連続照射であって振幅可変制御と同等の条件による光の照射を行った。
 その後、光照射を行った複数のプレートおよび光照射を行わなかったプレートにおいて18時間にわたって培養を行い、XTT細胞増殖アッセイキッドを用いたMTT試験によって細胞生存率を測定した。結果を図13に示す。この図13においては、光照射を行わなかったプレートにおける細胞生存率を基準とした細胞生存率の相対値が示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 この実験例2の結果から、周波数125kHzのパルス変調制御電源を用いて、デューティー比を50%以下としてパルス幅変調におけるオフ時間(t(off))が4μs以下となるようにパルス幅変調制御を行うことにより、振幅可変制御を行って連続照射を行った場合と同等のPDT効果が得られることが明らかである。
 従って、本発明の光線力学的治療用光照射装置を用いたPDTにおいて、パルス幅変調制御を行ってパルス照射をする場合には、パルス幅変調におけるオフ時間を4μs以下とすることにより、振幅可変制御を行って連続照射を行った場合と同等の優れた治療効果が得られることが確認された。
10  光線力学的治療用光照射装置
11  支持体
12  架台
13  支柱
14  作動アーム
18  車輪
19  手動レバー
20  光源部
21  LED素子ユニット
21A  ケーブル
22  第1のLED素子
23  第2のLED素子
24  基板
25  枠体
26  レンズ
27  光源部用筐体
27A  開口
28  窓部材
29  アパーチャー
30  制御部
37  制御部用筐体
39  グラフィック操作パネル
41  拡散板
                                                                                

Claims (5)

  1.  波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する第1のLED素子および波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する第2のLED素子を有する光源部と、
     前記第1のLED素子および前記第2のLED素子の出力を制御する制御部と
    を備え、
     同一の照射部位に対して、前記光源部を構成する第1のLED素子および第2のLED素子が共に点灯されることによって当該第1のLED素子からの光と当該第2のLED素子からの光とが照射されることを特徴とする光線力学的治療用光照射装置。
  2.  前記第2のLED素子からの光のエネルギーの大きさが、前記第1のLED素子からの光のエネルギーの大きさと同等以上であることを特徴とする請求項1に記載の光線力学的治療用光照射装置。
  3.  前記制御部が、第1のLED素子からの光および第2のLED素子からの光をパルス幅変調制御する照射エネルギー調整機構を有し、当該パルス幅変調におけるオフ時間が4μs以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光線力学的治療用光照射装置。
  4.  第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光と、第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光とを同一の照射部位に照射する光線力学的治療のための光照射方法であって、
     前記第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力が、前記第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光の出力よりも高いことを特徴とする光照射方法。
  5.  第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光と、第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光とを同一の照射部位に照射する光線力学的治療のための光照射方法であって、
     前記第2のLED素子からの波長500~520nmの範囲にピーク波長を有する光の出力が、前記第1のLED素子からの波長400~420nmの範囲にピーク波長を有する光の出力よりも高いことを特徴とする光照射方法。

                                                                                    
PCT/JP2016/059566 2015-06-24 2016-03-25 光線力学的治療用光照射装置および光照射方法 WO2016208244A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680036350.0A CN107708800A (zh) 2015-06-24 2016-03-25 光动力学的治疗用光照射装置及光照射方法
US15/737,398 US20180193659A1 (en) 2015-06-24 2016-03-25 Photodynamic therapy light irradiating device and light irradiating method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015126336A JP6516219B2 (ja) 2015-06-24 2015-06-24 光線力学的治療用光照射装置
JP2015-126336 2015-06-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016208244A1 true WO2016208244A1 (ja) 2016-12-29

Family

ID=57585027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/059566 WO2016208244A1 (ja) 2015-06-24 2016-03-25 光線力学的治療用光照射装置および光照射方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180193659A1 (ja)
JP (1) JP6516219B2 (ja)
CN (1) CN107708800A (ja)
WO (1) WO2016208244A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018235169A1 (ja) * 2017-06-20 2018-12-27 公立大学法人名古屋市立大学 光線力学的治療用光照射装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108744293B (zh) * 2018-05-29 2019-06-04 清华大学深圳研究生院 一种用于图像化角膜交联的数字化光学装置
WO2020066577A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 国立大学法人大阪大学 歯周病治療薬
WO2020170330A1 (ja) * 2019-02-19 2020-08-27 大塚電子株式会社 光線力学的療法条件パラメータの決定方法および光線力学的療法装置
CN110975160A (zh) * 2019-12-05 2020-04-10 李蕊 一种基于医学护理用模拟日光浴的背部抽湿装置
CN111588993B (zh) * 2020-05-22 2022-08-16 朱九华 一种医用的自动变位烤灯

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008237618A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Toin Gakuen 光力学的治療用光照射装置
JP2010284399A (ja) * 2009-06-15 2010-12-24 Yayoi:Kk 光線力学的治療装置
US20140067024A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Photocure Asa Dual panel photodynamic therapy lamp

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6887260B1 (en) * 1998-11-30 2005-05-03 Light Bioscience, Llc Method and apparatus for acne treatment
GB2370992B (en) * 2000-03-23 2002-11-20 Photo Therapeutics Ltd Therapeutic light source and method
JP4359103B2 (ja) * 2003-08-22 2009-11-04 合同会社希少糖生産技術研究所 希少糖の存在下led照射手段を備えた癌細胞増殖抑制装置
CA2600855C (en) * 2005-03-09 2011-11-22 The Procter & Gamble Company Sensor responsive electric toothbrushes and methods of use
JP2006289098A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 Inolase 2002 Ltd 皮膚の真空援用式光ベース治療用の装置
CN101612452B (zh) * 2008-06-24 2013-01-02 天津医科大学 光动力治疗机的光辐照头
US10328276B2 (en) * 2014-02-14 2019-06-25 Applied Biophotonics Ltd. Sinusoidal drive system and method for phototherapy
JP6112416B2 (ja) * 2013-09-06 2017-04-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 体毛用光照射装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008237618A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Toin Gakuen 光力学的治療用光照射装置
JP2010284399A (ja) * 2009-06-15 2010-12-24 Yayoi:Kk 光線力学的治療装置
US20140067024A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Photocure Asa Dual panel photodynamic therapy lamp

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018235169A1 (ja) * 2017-06-20 2018-12-27 公立大学法人名古屋市立大学 光線力学的治療用光照射装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180193659A1 (en) 2018-07-12
CN107708800A (zh) 2018-02-16
JP2017006454A (ja) 2017-01-12
JP6516219B2 (ja) 2019-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016208244A1 (ja) 光線力学的治療用光照射装置および光照射方法
US6835202B2 (en) Apparatus and method for high energy photodynamic therapy of acne vulgaris and seborrhea
US20020128695A1 (en) Apparatus and method for high energy photodynamic therapy of acne vulgaris and seborrhea
US20020173833A1 (en) Apparatus and method for high energy photodynamic therapy of acne vulgaris, seborrhea and other skin disorders
EP2968972B1 (en) Quantum dot light-emitting diodes for phototherapy
US20090018621A1 (en) Medical and/or Cosmetic Radiation Device
EP1147785A2 (en) Therapeutic light source
KR100670937B1 (ko) 엘이디를 이용하는 피부미용 및 피부치료용 미안기기
CA2205041A1 (en) Light therapy treatment arrangement and use thereof
CN103920248A (zh) 一种同步光动力治疗装置
CA2112444A1 (en) Medical Laser Apparatus and Diagnosing/Curing Apparatus Using the Medical Laser Apparatus
WO2018235169A1 (ja) 光線力学的治療用光照射装置
JP3172118U (ja) 生体の治療のための露光装置
US20130310902A1 (en) Apparatus for Maintaining Treatment of Peripheral Neuropathy
JP2008237618A (ja) 光力学的治療用光照射装置
US7087074B2 (en) Light therapy apparatus
CN106730384A (zh) 具有配合内窥镜调节光源强度的光动力肿瘤治疗仪
RU2539535C1 (ru) Матричный лазерный излучатель для физиотерапевтического аппарата
KR20210107869A (ko) 광 조사 장치
JP2004242790A (ja) 光線治療器
Navarrete-de Gálvez et al. Analysis and evaluation of the operational characteristics of a new photodynamic therapy device
KR20070002794A (ko) 광선치료기
de Sousa What is Low-Level Laser (Light) Therapy?
JP2006015051A (ja) 光線治療器
KR20120030469A (ko) 광선치료기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16814015

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16814015

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1