(57)【要約】本発明は、皮膚や内部器官の細胞性炎症、ＨＩＶ、プリオン感染、皮膚や粘膜の真菌性疾患、皮膚や粘膜の細菌性疾患、並びに手湿疹または肛門湿疹などのウイルス性および他の感染症の全体的あるいは部分的な細胞性炎症を治療するための照射装置に関するものである。本発明に係る装置は、表面治療領域を全般に照射するための少なくとも一つの照射装置を有し、それによって、治療領域への出射された照射の波長が４００ｎｍよりも長く、かつ４００〜５００ｎｍの間の少なくとも一つのスペクトル帯を有する。この照射装置は付加的に治療対象領域に光学パルスを発生するための手段を有して成り、それによって光学パルスのピークの出力密度が０．５Ｗ／ｃｍ２よりも高く、かつ１００ｋＷ／ｃｍ２よりも低く、パルスのエネルギーは０．０５〜１０Ｊ／ｃｍ２である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療対象の大きな領域を照射するための少なくとも一つの照射源を有して成り、上記治療領域上の出射波長が少なくとも４００ｎｍであり、４００〜５００ｎｍの波長領域のスペクトル分を有するような、皮膚と内臓の全体的あるいは部分的な細胞性炎症を治療するための照射装置において、該照射装置が該治療対象領域上に光学パルスを発生するための手段を有し、ピーク照射強度が０．５Ｗ／ｃｍ２よりも高く、かつ１００ｋＷ／ｃｍ２よりも低く、一つの出射光学パルスのエネルギー密度が０．０５〜１０Ｊ／ｃｍ２の間であることを特徴とする照射装置。
【請求項２】
一つの出射光学パルスのエネルギー密度が０．３〜０．８Ｊ／ｃｍ２の間にあることを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
一つの光学パルスの平均ｃｗ照射強度が１ｍＷ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２の間であることを特徴とする請求項１または２に記載の照射装置。
【請求項４】
上記照射源がパルス運転可能であり、および／または照射対象に対して可動であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項５】
上記有効パルス長が１μｓ〜５００ｍｓの間であることを特徴とする請求項４に記載の照射装置。
【請求項６】
前記照射源が０．０１〜１００Ｈｚの周波数を有することを特徴とする請求項５に記載の照射装置。
【請求項７】
前記照射源が、スペクトルの所望領域内でのスペクトルのＵＶ部分と他の望ましくない部分をカットオフおよび／または変換するための装置を備えたキセノン-あるいは重水素フラッシュランプまたは過負荷パルス動作のヨウ化ガリウムドープの水銀ランプであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項８】
上記照射源の前に配置されたＵＶＣ透過性のキャリア材料付きの蛍光体材料を有して成ることを特徴とする請求項７に記載の照射装置。
【請求項９】
上記透過性キャリア材料が無機蛍光体粒子でドープ処理されたシリコーンエラストマーまたはフッ素ポリマーからできている蛍光性箔であることを特徴とする請求項８に記載の照射装置。
【請求項１０】
前記キャリア材料または蛍光性箔が、４１０〜４９０ｎｍのスペクトル範囲で蛍光性の［Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，ＣａＷＯ４：Ｐｂ；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ；Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ，（Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ］および／または５１０〜５６０ｎｍのスペクトル範囲で蛍光性の［ＺｎＳｉＯ４：Ｍｎ；ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ，Ｔｂ，Ｍｎ；ＹＢＯ３：Ｔｂ；ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ］および／または６１０〜６７０ｎｍのスペクトル範囲で蛍光性の［Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ；Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ；ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ；（Ｓｒ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２：Ｓｎ；３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ］の少なくとも一つの蛍光体によりドープ処理されることを特徴とする請求項８または９に記載の照射装置。
【請求項１１】
上記パルス照射源がシマーモードで運転可能とせしめることができる手段を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１２】
前記照射源が、照射対象領域用の、該照射源および／または蛍光性箔に属する冷却装置を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１３】
前記冷却装置が空気冷却として構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の照射装置。
【請求項１４】
前記照射装置が酸素の局所的あるいは吸入的な吸い込みのために割り当てられた手段を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１５】
上記照射源が５２０〜５５０ｎｍおよび／または６１０〜６７０ｎｍの範囲で追加の発光を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１６】
前記照射源が放物面あるいは楕円面の反射体により囲まれていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１７】
上記出射光のビーム直径が少なくとも一つの次元で１０ｍｍよりも幅広く、かつ１００ｍｍよりも狭いことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療用目的の照射装置、特にＨＩＶまたはプリオン感染、皮膚や粘膜の真菌性疾患、皮膚や粘膜の細菌性疾患、並びに手湿疹または肛門湿疹などの皮膚、結合組織および内部器官、ウイルス性および他の感染症の急性あるいは慢性の、全体的あるいは部分的な細胞性炎症を治療するための照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
治療用照射配置は、皮膚疾患の光治療の分野で長い間既知であった。この特定な用途に従えば、患者は３１５〜１５００ｎｍの間の波長の照射を受ける。特に、３１５〜３４０ｎｍ（ＵＶ−Ａ２）の間の波長領域は発ガンリスクの増大を伴い、そこで、アトピー性湿疹の治療ではＵＶ−Ａ１治療（３４０〜４００ｎｍ）が使用される。
【０００３】
光化学的治療は、一般的な意味で、治療効果を得るために光学的な照射の一般的な使用を包含する。光化学的治療の下位の専門分野は光力学的治療（ＰＤＴ）である。ＰＤＴ適用の主分野は、ガン治療と全体的あるいは部分的な細胞性皮膚炎症の治療である。両方のＰＤＴ適用の共通の特徴は反応性酸素種の発生である。全身的あるいは局所的に与えられる染料分子を励起し、励起状態に転換する光学的照射により、これを行う。存在する酸素分子との相互作用により、反応性酸素種が生成し、これが細胞にダメージを与えるか、あるいは細胞を破壊する。
【０００４】
ＰＤＴによるがん治療は、腫瘍細胞の破壊を目的としているが、２つの適用分野に区分される。主な適用は内臓の治療である。この方法は、レーザーを光ファイバーにより腫瘍まで輸送し、小さい点状領域を照射する光学的照射を包含する。加えて、患者は光増感剤を投与される。
【０００５】
これは、腫瘍組織の灌流とその部分における酸素を減少させ、反応性酸素種の発生も制約する問題を提供する。従がって、腫瘍組織の酸素含量を増加させ、反応性酸素種の発生を促すために、患者に酸素を吸入させることは、ＰＤＴによる内臓の腫瘍治療における既知の方法である。酸素消費の増大のために、パルスオフ間隔において新鮮な酸素を組織中に拡散させるように、照射源をパルス動作させることは既知である。
【０００６】
ＰＤＴによる腫瘍治療の第２の分野は、自然に存在する酸素のために追加の酸素が与えられない特にメラノーマなどの表皮腫瘍の治療である。
【０００７】
腫瘍とは別に、全体的あるいは部分的な細胞性皮膚炎症は、通常、大きな領域の皮膚を覆うので、例えば、５ｃｍ２〜２ｍ２の大きな領域を一度に覆うことができる照射源が推奨の手段である。腫瘍とのもう一つの差異は、炎症領域中の紅斑により認識可能である炎症中の血流の増加である。更には、増感剤の外因性の適用はなく、そこで一重項酸素（例えば、内因性ポルフィリンの光力学的効果を使用することにより）の光治療的に誘起された関与を仮定しても、酸素濃度の相当な減少が皮膚中の三重項効率の減少に重要な効果を殆どあるいは全く及ぼさないことを結論とすることができる。これ以外に、内因性の光増感剤の最大濃度は、全身的あるいは局所的な適用により実施可能な濃度の数桁下である。前述の良好な灌流が光／酸素の組み合わされた治療が、細胞性疾患の治療において試みられなかった理由である。
【０００８】
全体的あるいは部分的な細胞性疾患の治療において主に使用されるＰＤＴ法は、３４０〜４００ｎｍの間の波長領域を用いる高線量のＵＶＡ１治療である。満足な治療用効果を得るために、これは、例えば６０ｍＷ／ｃｍ２以上の高線量の使用を必要とする。それにもかかわらず、治療を受けた患者の２０〜３０％はＵＶＡ１治療に反応しない。
【０００９】
皮脂線中に富化された皮膚領域のブロックされた小胞中のバクテリアの増殖により引き起こされる皮膚疾患である座瘡を角化症と一緒に、著しい比率のＵＶＡを含まない４００〜４４０ｎｍの範囲の青色光により治療することは既知であるが、成功は限定的であった。
【００１０】
ここで、本発明者らは非特許文献１の論文に言及するが、これは更なる文献のリファレンスを包含する。この形の治療は、ウッドランプを用いる皮膚病学的試験の一部として座瘡小胞の赤色蛍光を使用することでスタートした。蛍光用に求められる源は、プロピオン酸菌属座瘡中の大量のポルフィリンの貯蔵であった（非特許文献２）。ポルフィリンの主吸収（ソーレー帯）が４２０ｎｍ近傍なので、メファ（Meffert）らが青色光により座瘡小胞を治療したことは明白であった。ポルフィリンの最長波長帯は６３０ｎｍであるので、光力学的小胞治療に好ましく、そして、この目的に使用される４ｍｍの透過深さ（penetration depth）を有する。
【００１１】
特許文献１により４０５〜４４０ｎｍの範囲の少なくとも一つの狭帯域スペクトルを有して成るこのような照射装置が既知である。このスペクトルの代替的あるいは累積的な領域として、６１０〜６７０および５２０〜５５０ｎｍの波長間隔が示されている。治療効能の更なる改善のために、照射の前あるいは間に酸素富化されたエマルジョンを与えることにより、照射領域内の酸素濃度を増加することが提案されている。このための照射強度は１０〜５００ｍＷ／ｃｍ２の間である。
【００１２】
特許文献２によりハウジング中に搭載され、そして治療のためにパルス光を発光するのに好適な非コヒーレントな光源および光学ファイバーのケーブルを通ることなく罹患皮膚領域上に出射される光線を規定するハウジング中の開口部を備えたハウジングを包含して、このように、光学ファイバー付きの装置よりも広い照射領域を示す、皮膚領域中の血管疾患を治療するための装置であって、低カットオフフィルターも包含し、このようにこのスペクトルの可視およびＵＶ部をカットオフし、このインコヒーレント光源が３００〜１０００ｎｍの間の波長を組み合わせた光線を出射する装置が既知である。この光源は、１〜１０ｍｓの間の時間パルスを供給するために、パルス形成ネットワークへの電気的接続を有し、皮膚治療領域中の皮膚の下の血管を加熱し、そして血管中で血液凝固を引き起こすために、出射光が低カットオフフィルターを通り、そして皮膚を火傷させずに所望の深さまで皮膚を透過するように、出射光線が３０〜１００Ｊ／ｃｍ２の間のエネルギー密度を生じる。そこで記述されている血液凝固は、全体的あるいは部分的な細胞性皮膚炎症または座瘡の治療において避けられるべきものであり、そこでこの記述の装置はＰＤＴには好適でない。
【００１３】
特許文献３により６００〜１２００ｎｍの範囲のパルス光を出射し、それにより、壊死の閾値以下で熱を組織の中に結合して、皮膚のコラーゲンを収縮せしめる照射源を包含する、皮膚を引き締めるための照射装置が既知である。このパルスエネルギーは、大部分は１Ｊ／ｃｍ２近傍の範囲である。このパルス照射ピークは、１００〜１０００Ｗ／ｃｍ２の出力を示す。一つの治療に対する好ましい全エネルギーは、１００Ｊ／ｃｍ２として与えられる。
【００１４】
特許文献４により５００〜８５０ｎｍの波長間隔のパルス光を出射する照射源を包含し、パルスエネルギーが５Ｊ／ｃｍ２未満である皮膚を引き締めるための照射配置が既知である。
【００１５】
特許文献５により主としてＴ細胞性の皮膚疾患、特に、アトピー性皮膚炎、皮膚のＴ細胞リンパ腫、紅色苔癬、円形脱毛症、全身性エリテマトーデスおよび乾癬を治療するための治療用および美容用目的の照射配置が既知であり、この照射装置は光学的照射の少なくとも一つの光源を有して成り、罹患領域上に４００〜４４０ｎｍの波長間隔で少なくとも２ｍＷ／ｃｍ２の強度と３００〜４００ｎｍの波長間隔で２１％未満の強度を生じる。この照射装置は、４００〜４４０ｎｍの範囲の照射の驚くべき効率を利用し、これは、これまでは治療を拒んできた紅色苔癬のような皮膚疾患を治療することが可能であり、そして主としてＴ細胞性の皮膚疾患を治療するための照射装置を提供し、そしてＵＶＡに比べて劇的に低減された発ガン性により子供の治療用の可能性も提供する。
【００１６】
本特許は、また、青色光の効率モードに対して、照射強度に対して患者に特異的な閾値が存在するという事実も述べている。この記述は、各患者の皮膚中のメラニンおよび／または抗酸化剤の特定の含量に基づき、６０ｍＷ／ｃｍ２以上、あるいは１００ｍＷ／ｃｍ２以上の照射強度が好ましくは加えられる。
【００１７】
特許文献６により組織中のがん細胞を治療するための治療用照射配置が既知であるが、これは、診断用および治療用モードを特徴とする。この照射源は広帯域フラッシュランプであり、このスペクトルは動作モードに従ってフィルターにより変成される。治療モードにおいては、光源は、６００〜１０００ｎｍまたは６００〜７００ｎｍの範囲の光を出射し、パルスは、０．１〜２０Ｊ／ｃｍ２の間のエネルギー密度を示す。ここでの強度は１００〜２０００ｍＷ／ｃｍ２である。診断モードは青色光におけるがん細胞の蛍光を利用する。好適な光学的配置により蛍光を記録し、分析することができる。この目的のために、試験対象の組織は、４００ｎｍにピークを持つ３５０〜５００ｎｍの間のスペクトル範囲のパルスにより照射される。このパルス周波数は０．０２〜２Ｈｚの間に存し、０．１〜１０００ｍｓの間のパルス長である。この光は０．０２〜４Ｊ／ｃｍ２の間のエネルギー密度で石英円筒または光ファイバーの中に結合される。試験領域のサイズは、石英円筒または光ファイバーと皮膚表面の間の距離に依存する。この照射の非コヒーレンス性により、照射エネルギーの一部分のみが光ファイバーの中に結合可能である。しかしながら、エネルギーの大部分を石英円筒の中に結合することが可能であるが、この光線は円筒を出る時に極めて拡げられる。例えば、０．５ｃｍ２の領域と５ｃｍの観察距離で、治療対象上でのエネルギー密度は５００倍減少する。しかしながら、蛍光を観察するには、これらの観察用円筒が必要であり、これは、特許文献７に例示的に記載されている。これは、皮膚の上に０．０４〜８ｍＪ／ｃｍ２のやや低いエネルギー密度を生じるが、診断用の目的には充分である。
【００１８】
【特許文献１】
ＷＯ００／０２４９１明細書
【特許文献２】
ＥＰ０  ５６５  ３３１  Ｂ１
【特許文献３】
米国特許第５，９６４，７４９号明細書
【特許文献４】
ＷＯ００／５３１１４明細書
【特許文献５】
ＷＯ００／２８５７５明細書
【特許文献６】
ＥＰ  ０  ７２６  ０８３  Ａ２
【特許文献７】
米国特許第６，０２１，３４４号明細書
【特許文献８】
米国特許第４，１６７，６６９号明細書
【特許文献９】
米国特許第３，５２１，１１１号明細書
【特許文献１０】
米国特許第３，５４０，７８９号明細書
【特許文献１１】
ＷＯ９６／１３８５１明細書
【特許文献１２】
米国特許第５，１８４，０４４号明細書
【非特許文献１】
V. Sigurdsson（Ｖ．シガードソン）ら著「Phototherapy of Acne Vulagris with visible Light（可視光線による尋常性座瘡の光線療法）」Dermatologie出版、１９９７年、第１９４巻；第３号、ｐ．２５６〜２６０
【非特許文献２】
Mc Ginly （マクギンリー）ら著「Facial follicular porphyrin fluorescence. Correlation with age and density of propionibacterium acnes, Br. J. Dermatol（顔面毛包性ポルフィリンの蛍光。プロピオン酸菌属の座瘡の年齢と密度の相関関係）」１９８０年、第１０２巻、第３号、ｐ．４３７〜４４１
【非特許文献３】
ICNIRP（IRPA）-International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection Association（国際非電離放射線防護委員会）による「Guidelines on limits of exposure to ultraviolet radiation of wavelengths between 180 nm and 400 nm（波長１８０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線放射の照射制限におけるガイドライン）」Health Physics（保険物理）出版、１９８５年、第４９巻、ｐ．３３１〜３４０
【非特許文献４】
「Proposed change to the IRPA 1985 guidelines on limits of exposure to ultraviolet radiation（国際放射線防護学会による１９８５年の紫外線放射波長の照射制限におけるガイドラインへの変更案）」Health Physics（保険物理）出版、１９８９年、第５６巻、ｐ．９７１〜９７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、皮膚と内臓の急性あるいは慢性の全体的あるいは部分的な細胞性炎症を治療するための、あるいはＨＩＶまたはプリオン感染、皮膚や粘膜の真菌性疾患、皮膚や粘膜の細菌性疾患、並びに手湿疹または肛門湿疹などのウイルス性および他の感染症を治療するための照射配置を提供する技術的な問題に基づいている。
【００２０】
この技術的問題の解決は請求項１に与えられている特徴の目的から得られる。本発明の他の好ましいバリエーションは従属請求項から得られる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この目的のために、この照射装置は、広範な領域の照射のための少なくとも一つの照射源を含み、出射照射波長が４００ｎｍよりも高く、かつ４００〜５００ｎｍの波長領域の少なくとも一つの部分を有して成り、皮膚と内臓の全体的あるいは部分的な細胞性炎症を治療するための照射装置であって、この照射配置がこの治療対象領域上に光学パルスを発生するための手段を有して成り、この光学パルスピークの照射強度が０．５Ｗ／ｃｍ２〜１００ｋＷ／ｃｍ２の間であり、一つの出射光学パルスのエネルギー密度が０．０５〜１０Ｊ／ｃｍ２の間にあるものである。この照射装置を皮膚表面と直接接触させてもよい場合には、照射強度とエネルギー密度に対するデータは照射対象領域に関する。用語「広範な」は、本明細書では０．１ｃｍ２よりも大きい領域に関する。４００ｎｍ以上とは、７％未満の全光学出力がＵＶ範囲で出射され、少なくとも３０％の光学出力が４００〜５００ｎｍの範囲で出射されるという意味である。ＵＶＢとＵＶＣのパーセントは無視し得るほど小さく（全発光の０．１％以下であり）、ＵＶ発光の残りの部分がＵＶＡ１とＵＶＡ２で、その比が１：１０であるが、これは、残りのＵＶ発光の主要部分がＵＶＡ１の範囲、すなわち３４０〜４００ｎｍの間にあることを意味する。もう一つの好ましい実施形態は、残りのＵＶパーセントの全光学発光の３．５〜５％未満と４００〜５００ｎｍの範囲に全光学発光の４０％以上を有する。
【００２２】
本発明は、パルス照射時には（科学文献に記述されるものと別に）ピーク出力時間の間の一重項酸素の発生がｃｗ照射時よりも数桁高いという発見を利用している。高ピーク出力のもう一つの利点は、皮膚の深層も充分な照射強度を受け、青色光の低透過深さにより、通常、ｃｗ照射の一部しかこれらの深層には到達しないという事実である。加えて、パルス照射エネルギーはより強力な光生物学的効果を有する。ｃｗ照射とパルス照射の等しい累積照射量を仮定し、ｃｗ照射に対しても７０ｍＷ／ｃｍ２の強度を仮定すると、照射入力の６０ｍＷ／ｃｍ２は一定のオフセットとして皮膚の酸化防止剤により中和されるので、光生物学的効果には１０ｍＷ／ｃｍ２しか残らないことが理解されるであろう。パルス照射を使用することにより、一定のオフセットによる光生物学的効率の減少を有効に低減することができることは明白である。ｋＷ出力範囲でのパルス出力ピークは、皮膚の抗酸化剤効果により限界的にしか影響を受けない。細胞の壊死を避け、しかしアポトーシスのみを誘起するように、平均のエネルギー供給が選択される。同様に、この治療は、特許文献２で目標としたアブレーション閾値以下である。隣接層との間の熱交換を許容しない時間内に組織中に２５００Ｊ／ｃｍ２以上のエネルギーが蓄積された時に組織アブレーションが起こる。照射時間が皮膚の外層の皮膚の最上層の緩和時間以下であるパルス生成による時間変調のために、容易に除去可能な温熱療法が達成される。４００〜５００ｎｍの範囲の光は２００μｍ後にそのエネルギーの５０％を失う。２００μｍの直径の構造に対して見積もられる熱緩和時間はほぼ２０ｍｓであり、これは、＜２０ｍｓの光の保持期間を仮定すると、深層中でいかなるエネルギー蓄積もなく皮膚の外層のみが加熱されることを意味する。
【００２３】
既述の適用分野のほかに、この照射配置を火傷の消毒または下脚の静脈性潰瘍の治療にも使用することができる。いままでは、これらはＵＶ光による治療が行われ、時には一時的な改善をもたらすが、長期的には傷治癒における合併症をしばしばもたらした。これらの短命の効果は、ＵＶ光の殺菌効果にこれらの原因があり、複雑さは修復不能の細胞損傷から生じる。好ましくは４００〜５００ｎｍのスペクトル範囲、更に好ましくは４３０〜４９０ｎｍの範囲の光学パルス付きのＵＶを含まない時間変調の照射は、初期的に、ＦＰＧ−エンドヌクレオチダーゼのために真核生物により容易に補修可能な細胞中の酸化的損傷を引き起こす。ブドウ状球菌または連鎖球菌などの原核生物は、これらの酵素を持たないが、この種類の損傷に対して更に感度が高く、従がって選択的に殺すことが可能である。
【００２４】
同様に、この照射配置を座瘡と座瘡瘢痕の治療に使用することができる。ここでは、他の機構のうち、コラゲナーゼを活性化して、瘢痕を平坦化させる。同一の効果を強皮症の治療で観察することができ、この照射配置の適用がコラーゲンプラークの有効な低減を引き起こすことができる。更には、パルス照射を使用することにより、強皮症の患者の循環リンパ球に及ぼす顕著な効果がある。５回の照射の後７５％のキラーリンパ球の特別な減少が起こる。循環リンパ球の数は約２５％減少した。活性化されたリンパ球は、内部色素の変化により使用される照射に対して感度を持つようになるという事実により、これらの発見を説明することができる。
【００２５】
パルス照射源により、あるいは治療対象領域にわたる照射源の相対運動により、パルスを発生させることができる。
【００２６】
好ましくは、有効パルス長は１μｓ〜５００ｍｓの間である。この相対的に広い範囲は、パルス照射源に対する、また走査装置の形の相対的運動に対する異なる好ましい有効パルス長から派生する。しかしながら、この走査装置は、好ましくは大きな領域を覆う皮膚疾患の治療に使用される。
【００２７】
フラッシュランプに対する好ましい有効パルス長は、１μｓ〜５０ｍｓの間、更に好ましくは１０μｓ〜１０ｍｓの間、そして最も好ましくは１００〜６００μｓの間であり、パルスオン／オフ期間は非対称的である。
【００２８】
走査装置の実施形態においては、好ましい有効パルス長は、１ｍｓ〜５００ｍｓの間、更に好ましくは２０〜１００ｍｓの間である。有効パルス長は、最大性能の５０％の到達と最大性能の５０％までの低下の間の時間を意味する。欠乏酸素を拡散させるために、パルス間のオフ期間は有効パルス長よりも長い。パルスオン／オフ期間の比は、好ましくはこの走査装置に対しては３〜３０００の間であり、そしてフラッシュランプに対しては１００〜１００，０００の間である。
【００２９】
もう一つの効果は、壊死が起こらないようなパルスオフ期間時の照射領域の熱冷却である。
【００３０】
もう一つの好ましい実施形態においては、この照射源に対するパルス周波数は、高周波数と共に短い有効パルス長と低パルスエネルギーを用いて、０．０１〜１００Ｈｚの間、更に好ましくは０．０５〜５０Ｈｚの間、そして更に好ましくは０．３〜３Ｈｚの間である。
【００３１】
酸素の拡散と熱冷却を改善するために、新しいパルスシリーズを発生する前に一連のパルス、好ましくは例えば１００パルスの後に数秒と数分の間のより長いパルスオフ間隔が存在する。酸素の極めて長い拡散時間により長いパルスオフ間隔の前に丁度一つの単一パルスを投与する適用もある。これらの休止の長さは１〜数時間で変化することができる。特に、慢性疾患の治療のためには、例えば、ベルト、照射用毛布または照射用床として照射配置を患者に割り当てて、例えば時間当たり１パルスを与えることができる。これらの長い休止は、組織中の熱問題または酸素の拡散を無視し得るものとする。
【００３２】
有効パルス長がパルス照射源または相対運動をしている照射源のいずれかに依存するのに従って、パルス当たりの好ましい照射強度またはピーク出力密度も異なる。
【００３３】
パルス照射源の実施形態においては、パルス当たりの照射強度は、１Ｗ／ｃｍ２〜１００ｋＷ／ｃｍ２の間、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ２〜５０ｋＷ／ｃｍ２の間、更に好ましくは５００Ｗ／ｃｍ２〜１０ｋＷ／ｃｍ２の間、そして最も好ましくは１ｋＷ／ｃｍ２〜５ｋＷ／ｃｍ２の間である。パルス当たりのエネルギー密度は、５０ｍＪ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の間、好ましくは１００ｍＪ／ｃｍ２〜１Ｊ／ｃｍ２の間、そして最も好ましくは３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ２の間である。
【００３４】
加えて照射源もパルス化されている走査装置の実施形態においては、パルス当たりの照射強度は、５００ｍＷ／ｃｍ２〜５００Ｗ／ｃｍ２の間、好ましくは１〜３００Ｗ／ｃｍ２の間、そして最も好ましくは５０〜２００Ｗ／ｃｍ２の間である。パルス当たりのエネルギー密度は、５０ｍＪ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の間、好ましくは１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ２の間、そして最も好ましくは１５０〜５００ｍＪ／ｃｍ２の間にある。
【００３５】
極めて重篤な疾患の治療に対しては１〜１０Ｊ／ｃｍ２の間の高いエネルギー密度が好ましくは使用され、治療領域の充分な冷却の問題を提起する。
【００３６】
光学パルスの平均ｃｗ照射強度は、好ましくは１ｍＷ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２の間、更に好ましくは５〜５００ｍＷ／ｃｍ２の間、そして最も好ましくは１０〜２００ｍＷ／ｃｍ２の間にある。平均ｃｗ照射強度は、一つの全期間の間等強度で継続される一つのパルスの値を意味する。
【００３７】
もう一つの好ましい実施形態においては、照射源は、スペクトルの望ましくない部分をスペクトルの所望部分に抑制および／または変換するための配置と組み合わせたＸｅ−フラッシュランプである。これらの標準Ｘｅ−フラッシュランプは安価であり、４００〜５００ｎｍの間の波長のスペクトルの所望部分で充分な強度の光を出射する。ここで、これらの発明においてはアブレーション閾値を意識的に越えているので、本発明者らは、例えば特許文献８または特許文献２を参照するが、そこで記述されているパルスエネルギーは本発明には高過ぎる。放電チャンネル中の電力密度に依存して、Ｘｅ−フラッシュランプは、スペクトルの点で黒体に多少なりとも匹敵することができ、これらの通常の発光は２００〜２０００ｎｍの間である。スペクトルの望ましくない部分を既知の標準フィルターによりカットオフすることができる。好ましい実施形態においては、Ｘｅ−フラッシュランプをガリウム、インジウムおよび／またはこれらの対応するハロゲン化物により充填することにより、スペクトルの所望青色部分を増加させることができる。更に、スペクトルの青色部分の効率を増加させるために、このＸｅ−フラッシュランプを水銀、ヨウ化水銀またはアマルガムによってドーピングすることができる。純粋なＸｅ−フラッシュランプに対しては、照射率は、ほぼ４０ｍｍ長および３．２ｍｍ直径の電極について最良であり、供給電圧はほぼ６００Ｗであった。あるいは、重水素フラッシュランプも適用可能である。
【００３８】
もう一つの可能な照射源は、過負荷パルス化ヨウ化水銀−ガリウムランプである。過負荷とは、最大放電エネルギーが公称ランプ電流の３〜１０００倍であり、パルス放電エネルギーが好ましくは１５〜１５００Ａ／ｃｍ２放電容器の断面積の間であると定義される。同一の標準金属蒸気水銀ハライドランプの記述は、例えば、特許文献９、特許文献１０および特許文献１１に見出される。
【００３９】
特許文献１２は、ランプの構造に関して、インジウムスペクトルの反転が既にあるので、２０Ｗのランプ性能と５５Ｖの電圧低下、８Ａ／ｃｍ２放電容器断面積のランプ電流が最大の推奨可能なランプ負荷に相当することを示している。電流密度の更なる増加は反転を完全欠乏まで増幅する。
【００４０】
穏やかな過負荷動作でもスペクトル発光の顕著な弱化または完全な喪失を引き起こすので、いままで、これらを過負荷動作したことはない。２５４ｎｍでの水銀発光、４８８ｎｍでのナトリウム発光、および４５０ｎｍでのインジウム発光が例として含まれる。ここで、本発明者らは特許文献１２を例として参照する。更には、放電は高負荷と共に不充分となり、そして過負荷動作は経済的に得策でない。
【００４１】
予期せざることには、過負荷が正常の動作条件の１００〜１０００倍であっても、ヨウ化ガリウムドープの水銀媒体または高圧ランプは、４０３および４１７ｎｍでのガリウム発光の広幅化または反転のいずれも示さないことが見出された。正常条件下１．５Ａ／ｃｍ２放電容器断面積の放電電流で運転されたヨウ化ガリウムドープ水銀放電ランプをパルス動作モードで１０００Ａ／ｃｍ２放電容器の断面積でガリウム発光線の低減または反転なしで運転することができる。可能な説明は、金属ガリウムが２２００℃の沸点を有し、ガリウム蒸気圧をランプのパルス動作下でも無視することができるという事実に関係する。しかしながら、ヨウ化水銀の水銀とヨードへの崩壊がある。プラズマ放電の間、ヨードは、ガリウム、三ヨウ化ガリウムと不安定な化合物を形成する。ＧａＩ３はやや低温で蒸気圧の顕著な増加を示す。ＧａＩ３はある圧力まで安定であるだけであり、圧力を更に増加させるとガリウムとプラズマへの急速な崩壊があるという事実により、ガリウム発光の不在反転を説明することができる。従がって、パルス動作時に急速な温度上昇があったとしても、相対的に安定なガリウム蒸気圧を維持することができる。化合物ＧａＩ３の崩壊の後、放電とガリウム発光の自己吸収において起こらない金属性ガリウムの凝縮がある。従がって、この予期せずに発見された効果は、２００〜ほぼ２２００℃の間の温度範囲にわたる逆説の一定蒸気圧に関連付け可能である。ヨウ化水銀は水銀とプラズマに容易に崩壊し、そこでガリウムと化合物を形成するのに利用可能なプラズマが常に存在する。従がって、水銀圧力はエネルギー負荷と共に急速に増加し、ガリウムを発光させるための励起エネルギーをもたらす。ガリウム蒸気圧は相対的に安定であることにより、エネルギーの大部分は４０３と４１７ｎｍのガリウムスペクトル線として出射される。
【００４２】
過負荷動作時、タングステン電極の一時的な加熱がプランクの法則に従って起き、特に温度上昇時に相当に多量の熱を発することができる。従がって、入力エネルギーの発光が正常動作のランプにおけるよりもかなり高効率であるのは温度上昇によるので、ベース負荷を変調されたランプを増加して動作させてもよい。１ｋＷランプを２〜２０ｋＷの定常負荷により動作させることができることが判った。スペクトル測定は次のことを示した。１０００Ｗヨウ化水銀ガリウムドープランプをｃｗ動作させる場合、ほぼ４００〜４４０ｎｍのスペクトル範囲の４００ｍＷ／ｃｍ２が皮膚に到達する。２〜４００Ｗ／ｃｍ２の間の照射強度が皮膚に到達するように、パルス負荷時の照射強度を４あるいは５倍まで一時的に増加させながら、照射強度をシマーモードで２〜４ｍＷ／ｃｍ２の平均照射強度まで減少させることができる。パルス長の好ましい比は３〜３００の間に存する。この単純なパルス光源は、例えば歯科用硬化、活版用途、表面の封止、光硬化性管によるパイプ修理、ＤＶＤ製造分野におけるプラスチック硬化、並びにスペクトルのＵＶ−青色範囲における光吸収のラジカル機構により影響を受け得る他の光化学的反応の加速などの他の技術的な用途にも好適である。
【００４３】
ガリウムまたはガリウム添加物と水銀の比は、好ましくは１：１０ないし１：１００でなければならない。４００Ｗの性能範囲においては、成分の好ましい比は、４４ｍｇの水銀に対して１〜５ｍｇのヨウ化ガリウムである。
【００４４】
もう一つの通常のランプは、直径１３．５ｍｍの円筒形石英管と容積２０ｃｍ３の放電容器からなる。電極間の円筒は１４ｃｍである。このランプを２０ｍｇのＨｇ、３ｍｇのヨウ化水銀、１ｍｇのガリウムおよび３．５７ｍｍＨｇの圧力のアルゴンで充填する。
【００４５】
スペクトルのＵＶ部分もスペクトルの所望部分に変換することができる。このために、種々の種類の箔が有用であることが判明したが、この材料は無機蛍光体でドープしたシリコーンエラストマーまたはフッ素ポリマー、特にＰＴＦＥ（テフロン）である。シリコーンエラストマーは、好ましくは付加重合により製造され、そこで水などの揮発性成分は無機蛍光体と接触しない。シリコーンエラストマーは、好ましくはヒドロキシルポリジオルガノシロキサンとオルガノ水素シロキサンとの組成物により製造され、蛍光体はこの混合物に添加され、化学反応は白金触媒により室温で引き金を引かれる。この蛍光性箔は１０〜８００μｍの好ましい厚さを有し、この蛍光体粒子の密度は好ましくは１〜２０ｍｇ／ｃｍ２の間であり、グレインサイズは５〜１５μｍである。このＵＶＣ透過キャリア（UVC-transparent carrier）は、熱または圧力なしで硬化可能であるシリコーンゴムから成ることもができる。かなりの熱入力のために、箔を冷却し、寿命を数桁延ばすことが有利であることが判明した。熱入力に依っては、箔を空気または箔を内部に入れた水浴により冷却することができる。
【００４６】
もう一つの好ましい実施形態においては、パルス照射源をシマーモードで動作させ、パルス勾配を増加させることが可能となる。
【００４７】
あるいは、照射対象領域に相対運動を与える配置により出射された照射パルスを生成させることができる。最も単純な種類の配置はＸ−あるいはＸ−Ｙ−走査テーブルであり、そこでは患者はｃｗ動作型照射源下で往復の移動が可能である。ｃｗ動作の照射源として、基本的に、青色発光ＬＥＤまたは好ましくはガリウム、インジウムまたは各々のハライドを含有する同等の気体放電ランプなどのスペクトルの青色範囲で発光する照射源が考慮に入る。ここでは、アブレーション閾値を避けるように走査速度を採用しなければならない。従がって、数ｍｍ厚さの焦点線を生成し、これを治療対象領域にわたって長さ方向に、あるいは横方向に１〜１００ｃｍ／秒の速度で動かす。
【００４８】
治療領域に対して得られるパルス長を更に減少させるために、走査運動をパルス照射源と組み合わせることも可能であり、これは、熱緩和を考慮すると有利でもある。
【００４９】
特に、上方の性能範囲においては、照射細胞の壊死を避けるために、本実施形態は冷却ユニットを含む。従がって、この細胞温度は６０℃以下に保持されなければならない。ここでは、この冷却ユニットのタイプとサイズは、投与されるエネルギーの種類と投与間隔に依存する。高エネルギーを使用する場合、空気冷却を接触冷却により、例えば冷却されたサファイアまたは皮膚に直接に散布される冷却剤により置き換えることができる。接触冷却のもう一つの可能性は、冷却液体、例えば水、油またはアルコールの使用であり、これは、ラテックスあるいはシリコーン膜を通して組織から熱を取り去る。この冷却剤は熱移動抵抗が可能な限り低く、光学的に透明でなければならない。損傷を引き起こさずに皮膚を冷却できれば、細胞の壊死を引き起こさずに高エネルギー投入が可能である。ここで、パルス照射のもう一つの利点が明らかになる。組織中の光学パルスによる熱入力と冷却による冷気入力の勾配は相互に変化する。冷気入力の勾配は通常更に浅く、結晶化による凍結損傷が起こることもある。しかしながら、このパルスにより、１００μｓの範囲の衝撃加熱が起こり、過冷却温度にも拘わらず氷結晶化が撹乱される。好ましくは、冷却と熱入力を同期し、すなわち、パルスの間に冷却を増大させる。ペルチエエレメントによりこの調節を行うことができ、パルス時に冷却剤温度を例えば、４℃〜−（４０-８０）℃に低下させる。
【００５０】
この照射配置の効率を酸素濃度の上昇により増大することができる。特許文献１に記述されている手段のほかに、これを酸素マスクからの吸入酸素供給により行うことができる。吸入酸素供給の利点は、深い組織領域の循環による酸素により増幅された濃度であり、局所的な酸素濃度を用いた場合、本発明者らは、皮膚表面と細胞の間の勾配を考慮しなければならない。
【００５１】
光の平均透過深さは波長に大きく依存し、透過深さは波長と共に増加する。従がって、好ましい実施形態は、５２０〜５５０ｎｍおよび／または６１０〜６７０ｎｍの領域の発光も包含し、これは、蛍光性材料に適切な蛍光体を添加することにより、容易に達成可能である。ここでは、深層の細胞の照射に対する赤色または黄色の比率は、青色成分を犠牲にして増加する。しかしながら、青色成分も、殺菌性のために表層下炎症の治療において重要であり、炎症の余波で皮膚にコロニーを作り、そして再度前炎症性超抗原を生成する表皮バクテリアを殺す。
【００５２】
出力を増加し、治療対象領域に対して出力を集中させるために、この照射源は、好ましくは反射体を包含する。この反射体を放物面として、あるいは楕円面として構成することができる。好ましくはパルス化により出射された照射の一時的な閾値のために放物面反射体を使用し、好ましくは走査動作のために楕円面反射体を使用する。
【００５３】
出射された照射の好ましいビーム直径は、４ｍｍよりも幅広く、更に好ましくは１０ｍｍよりも幅広く、そして最も好ましくは４０ｍｍよりも幅広い。ここで、光の透過深さは照射領域のサイズに依存するという事実が使用される。特に、ほぼ点状の照射は極めて低い透過深さを有する。大きな領域の照射は上層における光散乱にかかわらず隣接する散乱光子の相加的重ね合わせを引き起こす。これらの結果は、同一出力密度での点状の入力に比較して透過深さが大きくなる。それにも拘わらず、このビーム直径は大き過ぎてはならず、２００ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ、そして最も好ましくは６０ｍｍを超えてはならない。
【００５４】
前出の考慮は以下に基づく。
【００５５】
照射領域を増大することにより、表面でのエネルギー密度は減少し、幅を拡げられた照射領域の期間は長くなってもよい。このことによって、長い時間間隔にわたって短いパルスの間に可能であるよりも多数の吸収性色素を光化学的に励起することができる。照射領域内の照射ピークの不在は、局所的な漂白または酸素の局所的な不足を妨げる。更には、すべての光線の散乱は中心領域中の照射を追加し、増加させるので、照射場の中心領域中に局所的な最大が存在する。大きな直径を使用することにより、縁の光線の散乱が中心領域の強度を増加させないので、組織パラメーターとスペクトルに依り、最適な照射領域は４ｍｍ以上で、６０ｍｍ未満の直径を有する。最適のビーム直径を選ぶことにより、中心照射領域における高強度または高透過深さを得ることができる。照射領域の更なる広幅化は、領域の増加に比例する出力密度の減少をもたらし、そこで光はより深い組織層には到達しない。更には、大きな組織領域の再照射期間が短縮し、熱抽出はより困難となる。
【００５６】
実施形態の例示を用いて本発明を説明する。
【００５７】
照射装置１は、好ましくはキセノンフラッシュランプである広帯域照射源２を有して成る。焦点を避けた側で開放された放物面反射体３の焦点に照射源２を搭載する。放物面反射体３の開放端での出口領域は、好ましくは調節可能なシャッターにより規定される。この調節可能なシャッターは照射対象領域を調節することができる。照射源２と放物面反射体３とをハウジング５中に搭載する。ハウジング５はハンドピース６を有して成り、それによって照射装置１を治療対象領域７上に置くことができる。照射源２と治療対象領域７との間に、蛍光性粒子によりドープされている配列された蛍光性箔８がある。蛍光性箔８を照射源２またはシャッター４の近傍にも配列することができる。好ましくは、蛍光性箔８は置き換えが容易なように配列される。これはエージングによる置き換えを簡単にするだけでなく、異なる蛍光性粒子を含む蛍光性箔を柔軟に使用することを簡単にする。更には、外部に搭載された蛍光性箔８を容易に消毒することができる。電気的コネクターと可変パルス幅を発生するためのパルス形成ネットワークは、わかりやすくする理由からここには示さない。
【００５８】
図２は蛍光性箔付きの使用中のキセノンフラッシュランプのスペクトルを示すが、放電容器は石英ガラスでできている。この蛍光性箔は、好ましくはスペクトルの青色領域内で発光する無機蛍光体によりドープされているシリコーンエラストマーである。この蛍光性箔は、２８０〜４００ｎｍの間のＵＶ部分をカットオフし、この部分を４００〜４５０ｎｍの間の可視青色範囲に変換する。この図は、４００以下のエネルギーが全光学出力の４．５％未満であることを示す。更には、このＵＶ照射は、殆ど全く３４０〜４００ｎｍの範囲内の、特に３７０〜４００ｎｍの間の範囲内にある。この範囲の波長は、ＵＶＢあるいはＵＶＣ範囲のそれよりも数桁低い光生物学的効能を有するので、ＵＶ暴露に対する国際的な限度を超えていない。これらの値の定義は、非特許文献３または非特許文献４により与えられている。４００〜５００ｎｍの間の波長内の光学エネルギーは全光学出力の４３．６％であり、４００〜４５０ｎｍの波長領域で２８．２％である。
【００５９】
これらの測定は較正されたＣＤＩ分光計と１００μｍＵＶファイバーについて行われた。
【００６０】
有効パルス長を１０μｓ〜１ｍｓの間としながら、このキセノンフラッシュランプを０．０１および１００Ｈｚの周波数により動作させる。単一パルスのエネルギーは、好ましくは０．３〜０．８Ｊ／ｃｍ２の範囲内にある。
【００６１】
図３は光変調を発生するための照射装置１の代替の実施形態を示す。照射装置１は患者用床９を有して成り、その頂部に照射源２を搭載する。照射源２は放物面、楕円面あるいは半円筒の反射体３により囲まれる。照射源２をここには図示しない旋回機構により左と右に垂直位置から角度αだけ動かすことができる。この旋回運動により、患者の身体の異なる部分を照射することができ、そこで身体の各部分に対して光変調が行われる。この照射源をパルス化あるいはｃｗ動作してもよい。代替の実施形態においては、照射源の旋回に加えて、患者用床９の旋回させることができる。
【００６２】
図４は照射装置１の代替の実施形態を示す。この照射源はリンクまたはストライプ状の形で構成され、そして機械的固定具１１を使用することにより患者用床９の上方で可動である。この照射器具２をパルスあるいはｃｗモードで動作させることができる。矢印方向の走査運動は身体の各部分に対する光変調も可能である。図４の一次元の走査運動を二次元の走査運動により置き換えることができることが図５に示される。
【００６３】
ここでは、加えて照射装置２を患者１０に斜めに動かすことができる。
【００６４】
領域照射装置の必要性を図６ａ〜ｃに図示する。図６ａは、光出力を２０ｍｍのビーム直径により出射する場合、透過レベルで見出すことができる出力密度を断面で示す。表面下１５ｍｍの密度は僅か０．１ｋＷ／ｃｍ２であることが判る。図６ｂは、同一の利用可能な出力が１ｍｍの直径のシングルファイバーにより組織の中に結合される場合の条件を示す。正方形の照射領域の仮定の下に、表面のエネルギー密度は４００倍増加した。この結果、皮膚の表面で１００ｋＷ／ｃｍ２のピーク密度の照射出力の極めて大きな勾配を生じ、アブレーションが生じる。図６ａに示すように同一の出力密度を１ｍｍのビーム直径で結合させると、光学出力は組織のより深い層に殆ど到達せず、図６ｃに示される。５ｍｍの透過深さの後、出力密度は０．１Ｋ１／ｃｍ２まで低下した。図６ｂおよび６ｃは、小さな直径が表面をアブレーションせずに、大きな透過深さに到達することができないことを図示する。
【００６５】
図７は透過深さ（１／ｅ）の特別な依存性を示す。透過深さが４００〜９００ｎｍの間で徐々に上昇し、そこで青色部分に比較してポルフィリンの吸収が減少するとしても、青色部分に比較してスペクトルの緑色および赤色部分を増加させることは得策でない。
【００６６】
図８は、パルス照射装置と５ｋＷ／ｃｍ２のパルスピークによる照射治療の好ましい実施形態を示す。パルスまたはフラッシュのトレインが出射される。
【００６７】
一つの単一パルスは１００〜２０００μｓの間の有効長を有し、１０ｍｓ〜１０００ｓの間のパルスオフ期間ｔ２が続く。有効パルス長ｔ１は、好ましくは１００〜５００μｓの間であり、パルスオフ期間は１００ｍｓ〜４秒の間である。パルスの好ましい数は１０〜１００００の間に、更に好ましくは１００〜１０００の間に在る。従って、期間ｔ３に続く全パルスは結果として（ｔ１＋ｔ２）となり、これにパルス数を乗じる。この第１のパルスシリーズには期間ｔ４が続き、ここでは、酸素が組織の中に再拡散し、組織が冷却するように、照射は出射されず、壊死を避ける。期間ｔ４は、好ましくは１分〜１００分の間で選択され、最も好ましいのは長い期間である。引き続き、期間ｔ３に続くパルスの新しいパルスシリーズを発生する。この期間には期間ｔ４が再度続く。全照射時間ｔ５は、疾患の重篤度に従って数分〜２時間の間で選択される。数時間または１〜３日の間隔の後、この手順を繰り返す。全身的あるいは局所的な染料は投与されず、そこで記述される手順はＰＤＴではない。
【００６８】
更に詳細な説明のために、本発明者らはアレルギー性接触湿疹の治療の例を選択した。この手順は、１日当たり２回の照射サイクルを包含し、期間ｔ３およびｔ４は５分の長さを有し、このように１日当たりの全治療時間は１５分である。パルス周波数は０．５Ｈｚであり、そこで期間ｔ３の間に１５０パルスを印加する。有効パルス長ｔ１はほぼ１０μｓのビルドアップ時間で１００μｓである。このように、パルスオフ期間ｔ２はほぼ２秒である。パルスピークはほぼ０．５ｋＷ／ｃｍ２であり、１パルス当たりのエネルギー密度は波勾配に対して０．４〜０．５Ｊ／ｃｍ２の間である。結果として、本発明者らは、２５０ｍＷ／ｃｍ２の平均ｃｗ性能と１日当たり１２０〜１５０Ｊ／ｃｍ２エネルギー密度を得る。１週間当たり２回の治療セッションは、結果として２４０〜３００Ｊ／ｃｍ２の全エネルギー密度を生じ、全治療期間は、好ましくは４〜８週間である。
【００６９】
更には、ｔ１、ｔ３およびｔ４に対する、並びに照射ピークに対する値を維持しながら、０．０５Ｈｚの周波数により記述される照射治療を行った。ｔ２の１０倍の増加により、治療サイクル当たりの投与されたエネルギー密度と平均ｃｗ性能は、１０倍減少したが、類似の治療結果を生じた。これは極めて遅い酸素拡散を理由とすることによるかもしれず、そこで追加の酸素投与なしには、エネルギー密度の増加により、追加の効果を得ることはできない。
【００７０】
図８ｂは図４に従った照射装置による治療サイクルを示し、この照射装置はｃｗ動作される。この照射ピークは５Ｗ／ｃｍ２にあり、これは、図８ａに従ったパルス動作時よりもかなり低い。期間ｔ１は照射装置が走査手順時にある領域を照射することができる期間に相当し、好ましくは０．１と０．５秒の間に存する。期間ｔ２は走査期間から期間ｔ１を差し引いたものである。この時間の間、酸素は組織を再灌流することができ、そして組織を冷却することができる。ｔ２は１〜３００秒の間の、好ましくは２〜２０秒の間の期間である。
【００７１】
最後に、図８ｃにおいては、走査運動とパルス動作との組み合わせを示し、照射ピークは２５０〜５００Ｗ／ｃｍ２の間である。期間ｔ３の間、照射源がある領域を網羅しながら、好ましくは５つのパルスを発生し、最初と最後のパルスは運動により治療領域に部分的にしか到達しない。好ましい有効パルス長は１００μｓであり、そして、ｔ２が０．２秒の照射時間ｔ３で４０ｍｓの期間を有するように、照射源を２５Ｈｚの周波数によりタイミングをとる。しかしながら、図８ａおよび８ｂの実施例に従えば異なる組み合わせが可能である。
【００７２】
コルチゾンなどの抗炎症薬の添加はどちらかというと逆効果であることが通常観察されてきた。従がって、患者は治療の前に類似の薬を摂ることを控えなければならない。抗炎症物質の効果は長く継続するために、これらの摂取を治療の数日前に中止しなければならない。更には、小領域の治療により身体の非治療領域の治癒が得られることが観察された。このことは、照射の局所的に誘起される全身的な効果を示し、免疫化および／または脱感作と類似に働くように見える。
【００７３】
図９は、１０００Ｗで動作させた連続モード（曲線ａ）およびパルス化過負荷動作（曲線ｂ）の１０００Ｗヨウ化ガリウムドープの水銀ランプの相対的な照射出力の比較を示す。パルス動作モードでの平均出力は１５００Ｗである。小さな過負荷でも光学発光の顕著な上昇を誘起することが明白である。
【００７４】
図１０は、入力電力を変化させる場合の１０００Ｗの正常な動作出力のヨウ化ガリウムドープの水銀ランプのスペクトルのエネルギー密度を示す。曲線ａは、１０００Ｗでのｃｗ動作条件下のスペクトルのエネルギー密度を表わす。曲線ｂは、１００Ｗの低下された負荷でのスペクトルのエネルギー密度を示し、そして曲線ｃは、１０ｋＷの入力電力のスペクトルのエネルギー密度を示す。低負荷および過負荷の動作をｃｗモードで行った。両方の場合、ガリウム発光のスペクトル線は安定なままであり、そしてスペクトル線の反転はないことが判る。更には、発光の膨大な比例的増加がある。
【００７５】
対照的に、図１１はナトリウム蒸気ランプの異なる挙動を示す。曲線ｂは、２３０Ｗの正常動作電力のランプを用いた７００Ｗのパルス化動作が４８８ｎｍ近傍のナトリウムスペクトルの発光の完全な反転を誘起することを示す。比較のために、曲線ａは、正常な電力条件下でのｃｗ動作での相対的な照射強度を示す。
【００７６】
図１２は、ヨウ化ガリウムドープの水銀ランプのパルス化過負荷動作のための回路配置を示す。この回路は、ヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０、点火装置３１、ゼロ電流検出器３２、パルス発生器３３、第１のリレーＫ１および第２のリレーＫ２、スタータースイッチＳ１およびパルススイッチ３４を包含する。リレーＫ１およびＫ２の両方を中立導体Ｎと３相回路の第１相に接続する。ヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０を補助接点により３相回路の第２相に接続する。スタータースイッチＳ１の第２の補助接点により、第１相Ｖ１をコイル配置によりゼロ電流検出器３２により点火装置３１に接続する。コイルＬ１およびＬ２を直列に接続する。第３のコイルＬ３を上述の直列コイルに並列に接続し、第２のリレーＫ２に属する接点Ｋ２とスイッチする。第１のコイルＬ１に並列に第１のリレーＫ１に関係するもう一つの接点Ｋ１．１がある。第１のリレーＫ１に属する第２の接点Ｋ１．２を第２のリレーＫ２とパルススイッチ３４との間でスイッチする。この回路配置の主要な機能は次のように説明される。スタータースイッチＳ１を閉じることにより、関係する補助接点も閉じる。従がって、接点Ｋ１は閉じ、そして接点Ｋ１．２は開くか、あるいは開いたままである。この３相回路の第１相を、閉じた接点Ｋ１．１によりコイルＬ２から点火装置３１と接続する。この配置においては、コイルＬ２は、ランプ電流を制限する誘導コイルとして機能する。ヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０が正常動作条件に達するまで、このスイッチング条件は残る。次に、リレーＫ１は開くが、これはウインドシールドワイパーのトリッピングリレーであってもよい。リレーＫ１を開くことによって、接点Ｋ１．１を開くことおよび接点Ｋ１．２を同時に閉じることを誘起する。これはリレーＫ２を起動し、コイルＬ１をコイルＬ２に直列にスイッチする。この配置においては、コイルＬ２はシマーコイルとして振舞う。パルススイッチ３４はなお開いているので、接点Ｋ２も開いたままである。この条件においては、ヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０はシマーモードで動作する。ゼロ電流検出器３２が３相回路の第１相Ｖ１でゼロ電流を検出すると、パルス化動作をパルス発生器３３によりスタートする。ここで、パルススイッチ３４がスイッチし、リレーＫ２の起動により接点Ｋ２を閉じる。ここで、コイルＬ３を直列でスイッチするが、これはこの配置の全誘導性を低下させている。これによって、点火装置３１は過負荷パルスを受け取る。このパルスの終わりに、パルス発生器３３はパルススイッチ３４を開く。これは接点Ｋ２を閉じ、そして次のパルスがパルス発生器３３により発生される限り、コイルＬ１およびＬ２の直列配置によりヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０が再度動作する。
【００７７】
図１３はキャパシターバンク付きの代替の実施形態を示す。図９に関するすべての要素は同一の番号が与えられている。図９の実施形態に対照的に、ＴＲＩＡＣ３５を点火装置３１とヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０との間に配列する。ＴＲＩＡＣ駆動装置３６をパルス発生器３２によりトリガーする。
【００７８】
キャパシターバンク３８をＩＧＢＴ３７またはコイルＬ３によりヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０の電極に接続する。ＩＧＥＴ３７の駆動装置３９もパルス発生器３３によりトリガーする。この装置の機能は次のとおりである。再度、スタータースイッチＳ１を閉じ、これがＫ１．１も閉じ、接点Ｋ１．２を開く。起動されたＴＲＩＡＣ３５によって、正常負荷下でのヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０の動作が可能になる。その後、リレーＫ１が開き、接点Ｋ１．１が開き、そしてＫ１．２が閉じる。パルス発生器３３を作動させながら、ヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０をコイルＬ１およびＬ２の直列配置によりシマーモードで動作させる。パルス動作を可能とするために、ゼロ電流検出器３２がゼロ電流を検出し、この情報をパルス発生器３３まで伝達する。この発生器は駆動装置３３および３９を作動させ、ＴＲＩＡＣ３５がブロックし、ＩＧＳＴ３７が接触する。これは、キャパシターバンクをヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０にスイッチし、ランプを供給電圧から切断する。パルスの終わりに、ＩＧＳＴ３７がブロックし、ＴＲＩＡＧ３５が導通し、ヨウ化ガリウムドープの水銀ランプ３０をコイルＬ１およびＬ２によりシマーモードで再度動作させる。前述の技術的な例におけるコイルは、異なった方法で実現可能である一般的な誘導性に関することが理解される。大きさを示すために、コイルＬ１、Ｌ２およびＬ３に対する次の例を示す。Ｌ１＝５００ｍＨ；Ｌ２＝１５０ｍＨおよびＬ３＝７ｍＨ。
パルス動作：Ｉｅｆｆ＝４０Ａまたは１１．８Ａ／ｃｍ２、Ｉｐｅａｋ＝５５Ａまたは１６．２Ａ／ｃｍ２
シマーモード：Ｉｅｆｆ＝１．２Ａまたは０．３５Ａ／ｃｍ２、Ｉｐｅａｋ＝１．７Ａまたは０．５Ａ／ｃｍ２
正常動作：Ｉｅｆｆ＝５Ａまたは１．５Ａ／ｃｍ２、Ｉｐｅａｋ＝７Ａまたは２Ａ／ｃｍ２
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】パルス光源付きの照射装置の断面である。
【図２】蛍光性箔付きの照射源のスペクトルである。
【図３】小角回転光源付きの照射装置の概略図である。
【図４】一次元の走査運動付きの照射装置の概略図である。
【図５】二次元の走査運動付きの照射装置の概略図である。
【図６】ａ〜ｃとも照射領域にわたる透過深さの異なる図である。
【図７】波長の関数としての透過深さの図示である。
【図８ａ】異なるパルス閾値方式である。
【図８ｂ】異なるパルス閾値方式である。
【図８ｃ】異なるパルス閾値方式である。
【図９】ヨウ化ガリウムドープの水銀放電ランプの相対的照射強度に及ぼすｃｗ動作とパルス化動作の影響である。
【図１０】異なる出力負荷でのヨウ化ガリウムドープの水銀ランプのスペクトルのエネルギー密度である。
【図１１】ｃｗおよびパルス過負荷動作におけるナトリウム蒸気圧ランプの相対的照射強度である。
【図１２】３相電流の２相によるヨウ化ガリウムドープの水銀ランプのパルス動作に対する概略回路構成である。
【図１３】キャパシターバンク付きの代替的な回路構成である。
【図２】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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