(57)【要約】【課題】  高い信頼性を有する治療効果を得ることができる治療装置及び治療方法を提供する。【解決手段】  治療装置１は、励起光を出力する励起部２と、病巣部Ｆに蒸散光を照射し治療する治療部３と、病巣部Ｆを照明する照明部４と、蛍光Ｓを検知する蛍光検知部５と、病巣部Ｆを撮像する撮像部６と、励起部２及び治療部３から発せられる光の出力パワーを制御する出力制御部７と、を備えている。蒸散光の特定波長λ２は、４００〜４２０ｎｍの範囲にある。出力制御部７は、励起部２の第１発光部２０、及び治療部３の第２発光部３０から発せられる光の出力パワーを時間的に変化させる。【選択図】  図１
2008086402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
病巣部に集積された光感受性物質に光を照射し、前記光感受性物質から蛍光を発生させ、病巣部を治療する治療装置であって、
前記光感受性物質に蛍光を発生させるための特定波長λ１の光を発する第１発光部と、
前記第１発光部から発せられる光を導光する第１導光体と、
前記第１発光部から発せられる光の出力パワーを制御する第１出力制御部と、
病巣部の組織を蒸散させるための特定波長λ２の光を発する第２発光部と、
前記第２発光部から発せられる光を導光する第２導光体と、
前記第２発光部から発せられる光の出力パワーを制御する第２出力制御部と、
を備え、
前記第１出力制御部及び前記第２出力制御部は、それぞれ前記第１発光部及び前記第２発光部から発せられる光の出力パワーを時間的に変化させることを特徴とする治療装置。
【請求項２】
前記特定波長λ２は４００〜４２０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の治療装置。
【請求項３】
前記特定波長λ１と前記特定波長λ２とが実質的に同一波長であることを特徴とする請求項１に記載の治療装置。
【請求項４】
病巣部を照明するための照明光を発する第３発光部と、
前記第３発光部から発せられる光を導光する第３導光体と、
病巣部により反射される光を導光する第４導光体と、
病巣部を撮像する撮像手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の治療装置。
【請求項５】
前記光感受性物質から発生した光の光量を検知可能な受光部を備え、
前記第２出力制御部は、前記光量が所定の値以上の場合に前記第２発光部から発生される光の出力パワーを増加させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の治療装置。
【請求項６】
特定波長λ１近傍の光に対する吸収ピークを持つ光感受性物質を病巣部（ヒトを除く）に集積させるステップと、
前記光感受性物質に前記特定波長λ１の光を照射するステップと、照射によって前記光感受性物質から発した蛍光を検知するステップと、その検知した結果に基づき病巣部位置を特定するステップと、
特定された病巣部に特定波長λ２の光を照射して病巣部の組織を蒸散させるステップと、
を備えることを特徴とする治療方法。
【請求項７】
前記特定波長λ２は４００〜４２０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項６に記載の治療方法。
【請求項８】
前記特定波長λ１と前記特定波長λ２とが実質的に同一波長であることを特徴とする請求項６に記載の治療方法。
【請求項９】
前記光感受性物質から発生した光の光量を検知し、前記光量が所定の値以上の場合、特定波長λ２の光の照射量を増加させることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の治療方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療装置及び治療方法に関し、特に光化学治療装置及び治療方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光化学治療（Photodynamic  Therapy、ＰＤＴ）は、悪性腫瘍周辺の正常組織まで切除する外科手術に比べて低侵襲であるため、注目されている。例えば特許文献１には、腫瘍親和性のある光感受性物質を予め癌病巣部に集積させて、レーザ光を照射し光感受性物質から蛍光を発生させて、癌病巣部を治療する光化学治療装置が開示されている。
【特許文献１】特許第２７３８３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の光化学治療装置を用いた治療では、低侵襲である一方で、光の組織深達性の限界から早期癌にしか対応できず、深部にまで進行した癌には対応することが困難である。また、生体組織内部に在る癌組織を完全に壊死させられたか否かを治療中に判断することが難しいという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、高い信頼性を有する治療効果を得ることができる治療装置及び治療方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る治療装置は、病巣部に集積された光感受性物質に光を照射し、光感受性物質から蛍光を発生させ、病巣部を治療する治療装置であって、光感受性物質に蛍光を発生させるための特定波長λ１の光を発する第１発光部と、第１発光部から発せられる光を導光する第１導光体と、第１発光部から発せられる光の出力パワーを制御する第１出力制御部と、病巣部の組織を蒸散させるための特定波長λ２の光を発する第２発光部と、第２発光部から発せられる光を導光する第２導光体と、第２発光部から発せられる光の出力パワーを制御する第２出力制御部と、を備え、第１出力制御部及び第２出力制御部は、それぞれ第１発光部及び第２発光部から発せられる光の出力パワーを時間的に変化させることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る治療装置では、光感受性物質に蛍光を発生させるための特定波長λ１の光を発する第１発光部と、病巣部の組織を蒸散させるための特定波長λ２の光を発する第２発光部とを有するため、特定波長λ１と特定波長λ２とを使い分け、病巣部の状況を確認しながら治療することが可能となり、高い信頼性を有する治療効果を得られる。そして、第１出力制御部及び第２出力制御は、それぞれ第１発光部及び第２発光部から発せられる光の出力パワーを時間的に変化させることで、病巣部の位置と範囲とを特定し、病巣部を効率良く蒸散させることができ、高精度に治療することが可能となり、治療効果を高めることができる。
【０００７】
本発明に係る治療装置では、特定波長λ２は４００〜４２０ｎｍの範囲にあることが好適である。この場合には、４００〜４２０ｎｍの光は、生体組織の血液中のヘモグロビンにより吸収され、瞬間的に熱エネルギに変わり易いため、病巣部の組織を効率良く蒸散させることができる。特定波長λ２は、より好ましくは４００〜４１７ｎｍ、さらに好ましくは４０３〜４１７ｎｍの範囲にあると良い。この範囲であればヘモグロビンによる吸収が高く、かつ、発振効率の高い半導体レーザ素子が容易に使用可能である。
【０００８】
本発明に係る治療装置では、特定波長λ１と特定波長λ２とが実質的に同一波長であることが好適である。ここで、実質的に同一波長であるとは、両者の波長の差が２０nm以下であることをいう。この場合には、光感受性物質に蛍光を発生させるための光と病巣部の組織を蒸散させるための光に同一波長の光を使用することによって、治療装置をコンパクトに構成することができる。この場合、第１発光部、第１導光体および第１出力制御部が、それぞれ第２発光部、第２導光体および第２出力制御部を兼ねる構成あるいは同一である構成としても良い。
【０００９】
本発明に係る治療装置では、病巣部を照明するための照明光を発する第３発光部と、第３発光部から発せられる光を導光する第３導光体と、病巣部により反射される光を導光する第４導光体と、病巣部を撮像する撮像手段と、を備えることが好適である。この場合には、病巣部の画像を確認することができるので、病巣部の状態を把握することができ、治療効果を一層高めることができる。
【００１０】
本発明に係る治療装置では、光感受性物質から発生した光の光量を検知可能な受光部を備え、第２出力制御部は、光量が所定の値以上の場合に第２発光部から発生される光の出力パワーを増加させることが好適である。この場合には、病巣部の組織を蒸散させる効果を高めることができる。
【００１１】
本発明に係る治療方法は、特定波長λ１近傍の光に対する吸収ピークを持つ光感受性物質を病巣部（ヒトを除く）に集積させるステップと、光感受性物質に特定波長λ１の光を照射するステップと、照射によって光感受性物質から発した蛍光を検知するステップと、その検知した結果に基づき病巣部位置を特定するステップと、特定された病巣部に特定波長λ２の光を照射して病巣部の組織を蒸散させるステップと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る治療方法では、特定波長λ１近傍の光に対する吸収ピークを持つ光感受性物質を病巣部に集積させた後に、光感受性物質に特定波長λ１の光を照射することにより、病巣部の位置と範囲とを正確に特定することができる。そして、特定された病巣部に特定波長λ２の光を照射して病巣部組織を蒸散させることで、高精度に病巣部を治療することができ、高い信頼性を有する治療効果を得られる。
【００１３】
本発明に係る治療方法では、特定波長λ２は４００〜４２０ｎｍの範囲にあることが好適である。この場合には、４００〜４２０ｎｍの光は、生体組織の血液中のヘモグロビンにより吸収され、瞬間的に熱エネルギに変わり易いため、病巣部の組織を効率良く蒸散させることができる。特定波長λ２は、より好ましくは４００〜４１７ｎｍ、さらに好ましくは４０３〜４１７ｎｍの範囲にあると良い。この範囲であればヘモグロビンによる吸収が高く、かつ、現状入手が容易な半導体レーザ素子の発振効率も高いからである。
【００１４】
本発明に係る治療方法では、特定波長λ１と特定波長λ２とが実質的に同一波長であることが好適である。この場合には、光感受性物質に蛍光を発生させるための光と病巣部の組織を蒸散させるための光に同一波長の光を使用することにより、治療方法がより簡便となる。ここで、実質的に同一波長であるとは、両者の波長の差が２０nm以下であることをいう。
【００１５】
本発明に係る治療方法では、光感受性物質から発生した光の光量を検知し、光量が所定の値以上の場合、特定波長λ２の光の照射量を増加させることが好適である。この場合には、病巣部の組織を蒸散させる効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高い信頼性を有する治療効果を得られる治療装置及び治療方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１８】
（第１実施形態）
まず、本発明に係る治療装置１について説明する。図１は、第１実施形態に係る治療装置の構成を示す概略図である。図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。図３は、カテーテルの先端を模式化した断面図である。
【００１９】
治療装置１は、病巣部Ｆに集積された光感受性物質に励起光を照射し、光感受性物質から蛍光Ｓを発生させ、その蛍光Ｓを検知し、検知した結果に基づいて病巣部Ｆを治療する装置である。治療装置１は、病巣部Ｆに励起光を出力する励起部２と、病巣部Ｆに蒸散光を照射し治療する治療部３と、病巣部Ｆを照明する照明部４と、蛍光Ｓを検知する蛍光検知部（受光部）５と、病巣部Ｆを撮像する撮像部６と、励起部２及び治療部３から発せられる光の出力パワーを制御する出力制御部７と、を備える。
【００２０】
励起部２は、特定波長λ１の励起光を発する１つの第１発光部２０と、第１発光部２０から発せられる励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する１本の第１ファイバ（第１導光体）２２とから構成されている。この特定波長λ１の励起光は、病巣部Ｆに集積された光感受性物質に蛍光を発生させるための光であり、特定波長λ１は、４００〜４２０ｎｍの範囲にある。
【００２１】
治療部３は、特定波長λ２の蒸散光を発する１つの第２発光部３０と、第２発光部３０から発せられる励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する１本の第２ファイバ（第２導光体）３２とから構成されている。特定波長λ２の蒸散光は、病巣部Ｆの組織を蒸散させるための光であり、特定波長λ２は、４００〜４２０ｎｍの範囲にある。第２発光部３０は、第１発光部２０と同様に光を出力する発光素子から形成され、好適には、レーザ光を出力する半導体レーザ素子を含む。そして、第２発光部３０及び第１発光部２０の出力パワーは、それぞれ出力制御部７により制御されている。
【００２２】
好ましくは、特定波長λ１の励起光を導光する第１ファイバ２２の開口数ＮＡ１と、特定波長λ２の蒸散光を導光する第２ファイバ３２の開口数ＮＡ２との間に、ＮＡ１＞ＮＡ２の関係がある。この場合には、励起光を病巣部Ｆに広範囲に照射することができると共に、病巣部Ｆを効率よく蒸散することが可能となり、治療効果の信頼性を高めることができる。
【００２３】
照明部４は、病巣部Ｆを照明するための照明光を発する１つの第３発光部４０と、第３発光部４０から発せられる照明光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する１本の第３ファイバ（第３導光体）４２とから構成されている。照明光は、３８０〜７８０ｎｍの波長範囲にある光を含むのがよく、特に白色光であることが好ましい。
【００２４】
撮像部６は、病巣部Ｆにより反射された光及び光感受性物質から発生した蛍光Ｓを導光する１本の第４ファイバ（第４導光体）６２と、この第４ファイバに接続されるフィルタ切替部６０と、カメラ６４と、モニタ６６とを備える。フィルタ切替部６０には、第４ファイバ６２により導光されてきた光の所定の波長成分を透過または反射させる光フィルタが組み込まれている。また、フィルタ切替部６０では、切替操作によって、第４ファイバ６２により導光されてきた光に光フィルタをかけたり、外したりすることが可能になっている。
【００２５】
カメラ６４は、病巣部Ｆにより反射された光及び光感受性物質から発生した蛍光Ｓであってフィルタ切替部６０を経由した光を受光し、病巣部Ｆを撮像する。そして、撮像された病巣部Ｆの画像は、カメラ６４に接続されるモニタ６６により表示される。
【００２６】
ここで、フィルタ切替部６０の切替操作について説明する。病巣部Ｆの様子を撮像する場合に、フィルタ切替部６０は光フィルタを外すように操作される。これによって、病巣部Ｆにより反射された光であって第４ファイバ６２により導光されてきた光が、光フィルタを通さずに直接にカメラ６４に入射することができるので、病巣部Ｆの画像情報をモニタ６６の画面上に表示することができ、治療効果の信頼性を向上することができる。
【００２７】
一方、蛍光Ｓを検知する場合に、フィルタ切替部６０は光フィルタをかけるように操作される。これによって、病巣部Ｆにより反射された光及び光感受性物質から発生した蛍光Ｓであって第４ファイバ６２により導光されてきた光のうち、光感受性物質から発生した蛍光Ｓのみが透過され、照明光や励起光の散乱光やその他の波長の光が遮断される。
【００２８】
蛍光検知部５は、フィルタ切替部６０に接続され、フィルタ切替部６０を透過した蛍光Ｓの強度変化を検知するものである。蛍光検知部５は、検知した結果を出力制御部７に出力できるように出力制御部７に接続されている。
【００２９】
出力制御部７は、第１発光部２０及び第２発光部３０から発せられる光の出力パワーをそれぞれ時間的に変化させるように、これらの出力パワーを制御している。出力制御部７では、蛍光検知部５から入力された蛍光Ｓの検知結果と閾値（所定の値）との比較が行われている。そして、検知結果が閾値以上の場合に、出力制御部７は、第２発光部３０から発生される蒸散光の出力パワーを増加させるように、第２発光部３０の出力パワーを制御する。
【００３０】
また、第１ファイバ２２、第２ファイバ３２、第３ファイバ４２及び第４ファイバ６２は、カテーテル８により束ねられている。カテーテル８は、通常の医療用に用いられる樹脂製のパイプであり、好適には、カテーテル８中にさらに空気、もしくは水を流し込むためのパイプが含まれている。この場合には、カテーテル８により束ねられる各ファイバを冷却することができる。
【００３１】
図３に示すように、第１ファイバ２２出射端の先端には、光拡散体２４が設けられている。この光拡散体２４は、第１発光部２０から発せられる励起光をより広範囲に病巣部Ｆに照射するように、励起光を拡散する。また、第２ファイバ３２出射端の先端には、２つの集光レンズ３４，３６が第２ファイバ３２の軸方向に沿って移動可能に設置されている。この場合には、第２発光部３０から発せられる蒸散光が集光レンズ３４，３６に集光され、蒸散光のパワー密度を高めることでき、病巣部Ｆの組織を効率良く蒸散させることができる。
【００３２】
本実施形態において、照明光を導光する第３ファイバ４２出射端の先端には、照明光を拡散する光拡散体が設けられていないが、必要に応じて、第１ファイバ２２と同様に光拡散体が設置されてもよい。また、本実施形態では、１つの出力制御部７を介して、第１発光部２０及び第２発光部３０の出力パワーを制御しているが、これに限らず、第１発光部２０の出力パワーを制御する出力制御部と、第２発光部３０の出力パワーを制御する出力制御部とを別々に設けてもよい。
【００３３】
このように構成された治療装置１では、光感受性物質に蛍光Ｓを発生させるための特定波長λ１の励起光を発する第１発光部２０と、病巣部Ｆの組織を蒸散させるための特定波長λ２の蒸散光を発する第２発光部３０とを有するため、特定波長λ１と特定波長λ２とを使い分け、病巣部Ｆの状況を確認しながら治療することが可能となり、高い信頼性を有する治療効果を得られる。また、第１発光部２０及び第２発光部３０から発せられる光の出力パワーを時間的に変化させる制御部を備えるので、治療状況に応じて励起光及び蒸散光の出力パワーを制御することで、病巣部Ｆの位置と範囲とを特定しながら、病巣部Ｆを効率良く蒸散させることができ、高精度に治療することが可能となる。
【００３４】
また、蒸散光の特定波長λ２は４００〜４２０ｎｍの範囲にあるため、この４００〜４２０ｎｍの光は、生体組織の血液中のヘモグロビンにより吸収され、瞬間的に熱エネルギに変わり易いため、病巣部の組織を効率良く蒸散させることができる。さらに、特定波長λ１と特定波長λ２とが実質的に同一波長であるので、治療装置１をコンパクトに構成することができる。
【００３５】
次に、治療装置１を用いた治療方法について説明する。
【００３６】
初めに、２つ以上の吸収ピークを持つ光感受性物質を病巣部Ｆに集積させる。２つの吸収ピークを持つ光感受性物質として、クロリン系のｍｏｎｏ−Ｌ−ａｓｐａｒｔｙｌ−ｃｈｌｏｒｉｎ  ｅ６（以下、ＮＰｅ６という）を用いる。図４は光感受性物質ＮＰｅ６の吸収ピークを示す図である。同図に示すように、ＮＰｅ６の吸収スペクトルは、波長４０５ｎｍ付近で第１ピーク（最も高いピーク）を持ち、波長６６４ｎｍ付近で第２ピーク（２番目に高いピーク）を持っている。
【００３７】
なお、光感受性物質は、上記説明に記載したｍｏｎｏ−Ｌ−ａｓｐａｒｔｙｌ−ｃｈｌｏｒｉｎ  ｅ６（ＮＰｅ６）以外にも、ヘマトポルフィリン誘導体等を用いてもよい。
【００３８】
次に、第１発光部２０に特定波長λ１の励起光を発生させ、光感受性物質に照射する。この時、出力制御部７は、光感受性物質に蛍光Ｓを発生させるように、第１発光部２０から発せられる励起光の出力パワーを制御する。そして、病巣部Ｆに集積された光感受性物質ＮＰｅ６が励起光の照射により励起され、光感受性物質ＮＰｅ６から蛍光Ｓが発生する。
【００３９】
光感受性物質ＮＰｅ６から発生した蛍光Ｓは、第４ファイバ６２によりフィルタ切替部６０まで導光される。フィルタ切替部６０では、フィルタ切替部６０に組み込まれる光フィルタによって、蛍光Ｓのみが透過され、励起光の散乱光やその他の波長の光が遮断される。そして、フィルタ切替部６０を透過した蛍光Ｓは、フィルタ切替部６０に接続された蛍光検知部５により検知される。その検知結果は、出力制御部７に出力される。これにより、病巣部Ｆの生体での位置と範囲とを特定することができる。
【００４０】
続いて、病巣部Ｆの組織を蒸散させるための蒸散光を出力するように、出力制御部７を介して第２発光部３０から発せられる光の出力パワーを時間的に変化させる。第２発光部３０から特定波長λ２（すなわち、４００ｎｍ〜４２０ｎｍ）の蒸散光が、第２ファイバ３２により導光され、特定された病巣部Ｆに照射される。
【００４１】
図５は血液中のヘモグロビンの光吸収スペクトルを示す図である。同図に示すように、ヘモグロビンの吸収係数は短波長ほど大きくなる傾向があって、波長域４００〜４２０ｎｍの光はヘモグロビンに良く吸収される。従って、特定波長λ２である４００ｎｍ〜４２０ｎｍの蒸散光を病巣部Ｆに照射する際に、当該波長の蒸散光は血液中に多く含まれているヘモグロビンにより吸収され瞬間的に熱に変わり、病巣部Ｆを効率良く蒸散させることができる。また、この特定波長λ２の蒸散光は、ヘモグロビンに良く吸収されるため、血液を凝固させ易く、良好な止血効果を得ることができる。
【００４２】
なお、病巣部Ｆに第２発光部３０から発せられる蒸散光を照射する時に、蒸散光を病巣部Ｆに集光するように、第２ファイバ３２出射端の先端に設けられた集光レンズ３４，３６を光ファイバ４４の軸方向に沿って移動させる。これにより焦点距離が変えることができ、病巣部Ｆの組織を効率良く蒸散させることができると共に、周りの正常の組織にダメージを与えることを抑制することができる。
【００４３】
また、出力制御部７では、蛍光検知部５から入力された蛍光Ｓの検知結果と閾値との比較が行われている。検知結果が閾値以上の場合に、出力制御部７は、第２発光部３０から発生される蒸散光の出力パワーを増加させるように、第２発光部３０の出力パワーを制御する。この場合には、病巣部Ｆの組織を蒸散させる効果を高めることができる。
【００４４】
続いて、第３発光部４０から照明光を発生させて、病巣部Ｆに向けて照射し、撮像部６を用いて病巣部Ｆを撮像する。病巣部Ｆにより反射された光が、第４ファイバ６２により導光され、フィルタ切替部６０を通ってカメラ６６に入射する。これにより、病巣部Ｆの画像が撮像される。撮像された病巣部Ｆの画像は、モニタ６６により表示される。
【００４５】
病巣部Ｆにより反射された光及び光感受性物質から発生した蛍光Ｓであって第４ファイバ６２により導光されてきた光が、フィルタ切替部６０に組み込まれる光フィルタを通さずに直接にカメラ６４に入射するので、病巣部Ｆの画像情報をモニタ６６の画面上に表示することができる。
【００４６】
次に、光感受性物質に励起光を照射するステップと、照射によって光感受性物質から発した蛍光を検知するステップと、その検知した結果に基づき病巣部位置を特定するステップと、特定された病巣部に蒸散光を照射して病巣部の組織を蒸散させるステップとを繰り返し、病巣部Ｆの位置と範囲とを特定し、病巣部Ｆの画像を確認しながら、病巣部Ｆの治療を行う。
【００４７】
このように励起光を用いて病巣部Ｆに集積された光感受性物質に照射し蛍光Ｓを発生させ、蛍光Ｓを検知することによって病巣部Ｆの位置と範囲とを特定し、特定された病巣部Ｆの組織に蒸散光を照射し、病巣部Ｆを治療することで、高精度に病巣部を治療することができ、高い信頼性を有する治療効果を得ることができる。また、照明部４と撮像部６により、病巣部Ｆを撮像し、病巣部Ｆの画像情報をモニタ６６の画面上で確認することが可能であるので、病巣部Ｆの状態と蒸散光が照射される位置とを確認しながら病巣部Ｆを治療することができ、治療の精度をさらに高めることができる。
【００４８】
そして、第２発光部３０から発せられる４００〜４２０ｎｍの範囲にある特定波長λ２の蒸散光は、生体組織の血液中のヘモグロビンにより吸収され、瞬間的に熱エネルギに変わり易いため、病巣部Ｆの組織を効率良く蒸散させることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る治療装置の第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態に係る治療装置の構成を示す概略図である。治療装置１００は、励起光を出力する第１励起部１１０及び第２励起部１２０と、光感受性物質から発生する蛍光Ｓを検知する蛍光検知部（受光部）１７０と、病巣部Ｆに照射し治療する治療部１３０と、第１励起部１１０、第２励起部１２０及び治療部１３０の発光素子から発せられる光の出力パワーを制御する出力制御部１４０と、病巣部Ｆを照明するための光を出力する照明部１５０と、病巣部Ｆを撮像する撮像部１６０と、を備えている。
【００５０】
第１励起部１１０は、３個の特定波長λ１ａの第１励起光を発する第１励起用発光素子（第１発光部）１１２と、第１励起用発光素子１１２から発せられる第１励起光を集光する３個の集光レンズ１１４と、集光レンズ１１４により集光されてきた第１励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する３本の光ファイバ（第１導光体）１１６とがそれぞれ１対１の組み合わせにより構成されている。第１励起用発光素子１１２から発する特定波長λ１ａは、４００〜４２０ｎｍの範囲にある。
【００５１】
第２励起部１２０は、３個の特定波長λ１ｂの第２励起光を発する第２励起用発光素子（第１発光部）１２２と、第２励起用発光素子１２２から発せられる第２励起光を集光する３個の集光レンズ１２４と、集光レンズ１２４により集光されてきた第２励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する３本の光ファイバ（第１導光体）１２６とがそれぞれ１対１の組み合わせにより構成されている。第２励起用発光素子１２２から発する特定波長λ１ｂは、６２０〜６７０ｎｍの範囲にある。なお、３本ずつに設けられた光ファイバ１１６，１２６は、出射端において光ファイバ（第１導光体）１１８により１本化されている。
【００５２】
蛍光検知部１７０は、１本の光ファイバ（第４導光体）１７２と、光ファイバ１７２と接続される集光レンズ１７４と光フィルタ１７６と解析器１７８とモニタ１７５とから構成されている。光ファイバ１７２は、病巣部Ｆにより反射された光及び光感受性物質から発生した蛍光Ｓを導光するものであり、その出射端において、集光レンズ１７４を介して光フィルタ１７６と光学的に接続されている。
【００５３】
光フィルタ１７６は、蛍光Ｓを分光する分光手段として用いられる。すなわち、光フィルタ１７６は、光感受性物質から発生した蛍光Ｓ及び病巣部Ｆにより反射された光であって集光レンズ１７４から集光された光のうち、蛍光Ｓを透過させると共に、励起光の散乱光やその他の波長の光を遮断するものである。このように光フィルタ１７６の設置により、光ファイバ１７６に接続される解析器１７８内に漏れ込む励起光等を蛍光Ｓと誤認することを確実に防止することができ、病巣部Ｆの位置と範囲を正確に特定することができる。
【００５４】
解析器１７８は、光フィルタ１７６に接続され、光フィルタ１７６を透過した蛍光Ｓの強度変化またはスペクトル変化の少なくとも一方を検知し、解析するものである。そして、解析した結果は、モニタ１７５により表示される。
【００５５】
治療部１３０は、３個の特定波長λ２の蒸散光を発する蒸散用発光素子（第２発光部）１３２と、蒸散用発光素子１３２から発せられる蒸散光を集光する３個の集光レンズ１３４と、集光レンズ１３４により集光されてきた蒸散光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する３本の光ファイバ（第２導光体）１３６とがそれぞれ１対１の組み合わせにより構成されている。蒸散用発光素子１３２から発する特定波長λ２は、４００〜４２０ｎｍの範囲にある。３本の光ファイバ１３６は、出射端において光ファイバ（第２導光体）１３８により１本化されている。
【００５６】
好ましくは、特定波長λ１ａ及び特定波長λ１ｂの励起光を導光する光ファイバ１１８の開口数ＮＡ１と、特定波長λ２の蒸散光を導光する光ファイバ１３８の開口数ＮＡ２との間に、ＮＡ１＞ＮＡ２の関係がある。この場合には、励起光を病巣部Ｆに広範囲に照射することができると共に、病巣部Ｆを効率よく蒸散することが可能となり、治療効果の信頼性を高めることができる。
【００５７】
出力制御部１４０は、第１励起用発光素子１１２、第２励起用発光素子１２２、及び蒸散用発光素子１３２から発せられる光の出力パワーをそれぞれ時間的に変化させるように、これらの出力パワーを制御している。また、出力制御部１４０では、解析器１７８により解析された蛍光Ｓの解析結果と閾値（所定の値）との比較が行われている。出力制御部７は、解析結果が閾値以上の場合に蒸散用発光素子１３２から発生される蒸散光の出力パワーを増加させるように、蒸散用発光素子１３２の出力パワーを制御する。
【００５８】
照明部１５０は、病巣部Ｆを照明するための照明光を発する第３発光部１５２と、第３発光部１５２から発せられる照明光を集光するための集光レンズ１５４と、集光レンズ１５４により集光されてきた照明光を導光するための光ファイバ（第３導光体）１５６とを備えている。照明光は、３８０〜７８０ｎｍの波長範囲にある光を含む白色光である。
【００５９】
撮像部１６０は、光ファイバ（第４導光体）１６２と、集光レンズ１６４と、カメラ１６６と、モニタ１６８とから構成されている。光ファイバ１６２は、光感受性物質から発生した蛍光Ｓ及び病巣部Ｆにより反射された光を導光するものであり、その出射端が集光レンズ１６４を介してカメラ１６６に接続されている。カメラ１６６は、光感受性物質から発生した蛍光Ｓ及び病巣部Ｆにより反射された光を受光し、病巣部Ｆを撮像する。そして、撮像された病巣部Ｆの画像は、カメラ１６６に接続されるモニタ１６８により表示される。
【００６０】
また、励起光を導光する光ファイバ１１８、蒸散光を導光する光ファイバ１３８、照明光を導光する光ファイバ１５６、及び光感受性物質から発生した蛍光Ｓと病巣部Ｆにより反射された光とを導光する光ファイバ１６２，１７２は、カテーテル８により束ねられている。カテーテル８は、通常の医療用に用いられる樹脂製のパイプであり、好適には、カテーテル８中にさらに空気、もしくは水を流し込むためのパイプが含まれている。この場合には、カテーテル８により束ねられる各ファイバを冷却することができる。
【００６１】
図６に示すように、光ファイバ１１８，１３８，１５６の出射端側には、光照射範囲を調整する照射範囲調整部１０２が設けられている。この照射範囲調整部１０２は、第１励起用発光素子１１２及び第２励起用素子１２２から発せられる励起光と、第３発光部１５２から発せられる照明光とをより広範囲に病巣部Ｆに照射するように、励起光及び照明光を拡散する拡散機能を備える。また、照射範囲調整部１０２は、蒸散用発光素子１３２から発せられる蒸散光を病巣部Ｆに集中的に照射可能なように、蒸散光の集光状態と集光する位置を変えられる機能を備える。
【００６２】
このように構成された治療装置１００は、第１実施形態に係る治療装置１と同様な効果を得られるため、説明を省略する。さらに、治療装置１００は、４００〜４２０ｎｍの範囲にある第１励起用発光素子１１２と、６２０〜６７０ｎｍの範囲にある第２励起用発光素子１２２とを備えるため、病巣部Ｆの生体での深さ等に応じて、第１励起用発光素子１１２及び第２励起用発光素子１２２を使い分けることができるので、装置の応用性を広げることができる。
【００６３】
次に、治療装置１００を用いた治療方法について説明する。初めに、第１実施形態と同様に光感受性物質ＮＰｅ６を病巣部Ｆに集積させる。
【００６４】
次に、第１励起用発光素子１１２と第２励起用発光素子１２２とから励起光を発生させ、光感受性物質に照射する。この時、第１励起用発光素子１１２と第２励起用発光素子１２２とから発せられる励起光を照射範囲調整部１０２で拡散させ、最適な照射範囲を確保することが好適である。また、出力制御部１４０は、光感受性物質に蛍光Ｓを発生させるように、第１励起用発光素子１１２及び第２励起用発光素子１２２から発せられる励起光の出力パワーを時間的に変化させる。そして、病巣部Ｆに集積された光感受性物質ＮＰｅ６は、励起光の照射により励起され、病巣部Ｆから蛍光Ｓが発生する。
【００６５】
治療装置１００は、光感受性物質ＮＰｅ６の第１ピークに対応する特定波長λ１ａ（すなわち、４００〜４２０ｎｍ）の第１励起光を発する第１励起用発光素子１１２と、光感受性物質ＮＰｅ６の第２ピークに対応する特定波長λ１ｂ（すなわち、６２０〜６７０ｎｍ）の第２励起光を発する第２励起用発光素子１２２とを備えるため、病巣部Ｆの生体での深さ等に応じて、第１励起用発光素子１１２及び第２励起用発光素子１２２を使い分けることができる。
【００６６】
具体的には、６２０〜６７０ｎｍの範囲にある特定波長λ１ｂの第２励起光は、特定波長λ１ａの第１励起光より生体深部まで到達できるため、例えば、病巣部Ｆが生体の表面付近にある場合に、特定波長λ１ａである４００〜４２０ｎｍの範囲の第１励起光を用いて病巣部Ｆに集積された光感受性物質ＮＰｅ６に照射し、病巣部Ｆが生体の表面から深い位置にある場合に、６２０ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲の第２励起光を用いて光感受性物質ＮＰｅ６に照射する。このように必要に応じて病巣部Ｆの位置と範囲との特定に最適な特定波長を選択し使用することにより、病巣部Ｆの位置と範囲とを容易かつ正確に特定することができ、治療の信頼性を高めることができる。なお特定波長λ１ｂについては、光感受性物質がＮＰｅ６の場合は６５５ｎｍ〜６７０ｎｍが、ヘマトポルフィリン誘導体の場合は６２５ｎｍ〜６３５ｎｍが、それぞれ、より好ましい。
【００６７】
また、第１励起用発光素子１１２と第２励起用発光素子１２２とを同時に使用することが可能である。すなわち、光感受性物質ＮＰｅ６の第１ピークに対応する特定波長λ１ａの第１励起光、及びＮＰｅ６の第２ピークに対応する特定波長λ１ｂの第２励起光を同時に用いることである。例えば、特定波長λ１ａを光感受性物質ＮＰｅ６の第１ピークである４０５ｎｍとし、特定波長λ１ｂを光感受性物質ＮＰｅ６の第２ピークである６６４ｎｍとし、これらの特定波長の光強度比率を時間的に制御しながら、病巣部Ｆに集積された光感受性物質ＮＰｅ６から発生した蛍光Ｓの強度変化をモニタ１７５でモニタすることにより、生体組織での病巣部Ｆの深さを特定することができる。
【００６８】
光感受性物質ＮＰｅ６から発生した蛍光Ｓは、光ファイバ１７２により導光され、集光レンズ１７４を介して光フィルタ１７６に集光される。光フィルタ１７６では、蛍光Ｓのみが透過され、励起光の散乱光やその他の波長の光が遮断される。光フィルタ１７６を透過した蛍光Ｓは、解析器１７８でスペクトル変化が検知され、解析される。その解析結果は、モニタ１７５により表示されると共に、出力制御部１４０に出力される。これによって、病巣部Ｆの生体での位置と範囲とを特定することができる。また、光フィルタ１７６により励起光の散乱光等の影響が低減された結果、病巣部Ｆの位置と範囲とをモニタ１７５で鮮明に確認され、より正確に病巣部Ｆを特定することができる。
【００６９】
続いて、出力制御部１４０を介して、病巣部Ｆの組織を蒸散させるための蒸散光を出力させるように、蒸散用発光素子１３２から発せられる光の出力パワーを時間的に変化させる。特定波長λ２の蒸散光は、集光レンズ１３４により集光され、光ファイバ１３６と光ファイバ１３８により導光され、特定された病巣部Ｆに照射される。
【００７０】
特定波長λ２である４００ｎｍ〜４２０ｎｍの蒸散光を病巣部Ｆに照射する際に、当該波長の蒸散光は血液中に多く含まれているヘモグロビンにより吸収され瞬間的に熱に変わり、病巣部Ｆを効率良く蒸散させることができる。また、この特定波長λ２の蒸散光は、ヘモグロビンに良く吸収されるため、血液を凝固させ易く、良好な止血効果を得ることができる。
【００７１】
なお、病巣部Ｆに蒸散光を照射する時に、照射範囲調整部１０２にて蒸散光の集光状態と集光する位置を調整する。これによって、蒸散光を病巣部Ｆに集光し、病巣部Ｆの組織を効率良く蒸散させることができると共に、周りの正常の組織にダメージを与えることを抑制することができる。
【００７２】
また、出力制御部１４０では、蛍光検知部１７０から入力された蛍光Ｓの検知結果と閾値との比較が行われている。検知結果が閾値以上の場合に、出力制御部１４０は、蒸散用発光素子１３２から発生される蒸散光の出力パワーを増加させるように、蒸散用発光素子１３２の出力パワーを制御する。この場合には、病巣部Ｆの組織を蒸散させる効果を高めることができる。
【００７３】
続いて、第３発光部１５２に照明光を発生させて、特定された病巣部Ｆに向けて照射し、撮像部１６０を用いて病巣部Ｆを撮像する。この時、第３発光部１５２から発せられる照明光を拡散するように、照射範囲調整部１０２に拡散板などを配置することが好適である。そして、光感受性物質から発生した蛍光Ｓ及び病巣部Ｆにより反射された光が、光ファイバ１６２により導光され、集光レンズ１６４を経由してカメラ１６６に入射する。これにより、病巣部Ｆの画像が撮像される。撮像された病巣部Ｆの画像は、モニタ１６８により表示される。
【００７４】
病巣部Ｆにより反射された光であって光ファイバ１６２により導光されてきた光は、光フィルタを通さずに直接にカメラ１６６に入射するため、病巣部Ｆの画像情報をモニタ１６６の画面上に表示することができる。
【００７５】
次に、光感受性物質に励起光を照射するステップと、照射によって光感受性物質から発した蛍光を検知するステップと、その検知した結果に基づき病巣部位置を特定するステップと、特定された病巣部に蒸散光を照射して病巣部の組織を蒸散させるステップとを繰り返し、病巣部Ｆの位置と範囲とを特定し、病巣部Ｆの画像を確認しながら、病巣部Ｆを治療する。
【００７６】
治療装置１００を用いた治療方法は、第１実施形態と同様に、高い信頼性を有する治療効果を得ることができる。さらに、本実施形態の治療方法は、病巣部Ｆの生体での深さによって、特定波長λ１の励起光と特定波長λ２の励起光とを使い分けることで、より正確に病巣部の位置と範囲とを特定することが、治療効果の信頼性をさらに高めることができる。
【実施例】
【００７７】
以下、第１実施形態の実施例１、実施例２及び比較例を説明する。
【００７８】
図７に示すように、ヘモグロビンと同様な吸収特性を持つミオグロビンを多く含むマグロを用いて、ビーム径、ビーム拡がり角、光出力端における開口数及び出力パワーという項目により構成された照射条件でマグロに波長４０５ｎｍの半導体レーザ光を照射し、組織の蒸散深さを測定した。また、比較のため、波長９３０ｎｍの半導体レーザ光での照射を実施した。なお、レーザ光の照射は、レーザ光の焦点をマグロの組織表面に合わせ、１ｍｍ／ｓの走査速度の条件で行った。
【００７９】
その結果、波長９３０ｎｍのレーザ光での照射は組織の蒸散が見られず（比較例を参照）、波長４０５ｎｍのレーザ光が効率良く組織を蒸散することが見られた（実施例１、２を参照）。これにより、波長４０５ｎｍのレーザ光が効率良く組織を切開する効果をもつことが実証できた。また、波長４０５ｎｍのレーザ光において、ビーム径、ビーム拡がり角、及び光出力端における開口数が同一であった場合に、出力パワーが大きいほど組織を深く蒸散できることが確認できた。
【００８０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態では、発光部２０，３０，４０とファイバ２２，３２，４２とは、１対１の組み合わせに設けられており、第２実施形態では、複数の発光素子が１本の光ファイバに対応して設けられている（例えば、３個の蒸散用発光素子１３２に対し、３本の光ファイバ１３６を介して光ファイバ１３８により１本化されている）が、これに限らず、１つの発光素子が複数本の光ファイバに対応して設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１実施形態に係る治療装置の構成を示す概略図である
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】カテーテルの先端を模式化した断面図である。
【図４】光感受性物質ＮＰｅ６の吸収スペクトルを示す図である。
【図５】血液中のヘモグロビンの光吸収スペクトルを示す図である。
【図６】第２実施形態に係る治療装置の構成を示す概略図である
【図７】実施例１、２と比較例との照射条件及び蒸散結果を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１，１００…治療装置、５，１７０…蛍光検知部（受光部）、６，１６０…撮像部、７，１４０…出力制御部、２０…第１発光部、２２…第１ファイバ（第１導光体）、３０…第２発光部、３２…第２ファイバ（第２導光体）、４０…第３発光部、４２…第３ファイバ（第３導光体）、６２…第４ファイバ（第４導光体）、１１２…第１励起用発光素子（第１発光部）、１１６，１１８，１２６…光ファイバ（第１導光体）、１２２…第２励起用発光素子（第１発光部）、１３２…蒸散用発光素子（第２発光部）、１３６，１３８…光ファイバ（第２導光体）、１５６…光ファイバ（第３導光体）、１６２，１７２…光ファイバ（第４導光体）、Ｆ…病巣部、Ｓ…蛍光。
【図１】
2008086402.tif 000003
【図２】
2008086402.tif 000004
【図３】
2008086402.tif 000005
【図４】
2008086402.tif 000006
【図５】
2008086402.tif 000007
【図６】
2008086402.tif 000008
【図７】
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