JP3490760B2 - 腫瘍治療装置 - Google Patents
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N5/0601—Apparatus for use inside the body
- A61N5/0603—Apparatus for use inside the body for treatment of body cavities
-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、紫外領域から可視領
域及び赤外領域にわたる連続スペクトル光として光源ラ
ンプから放射された光線を、紫外線を伝達可能な光学フ
ァイバを介して、TiO2が取り込まれた生体組織に対して
照射するようにした腫瘍治療装置に関する。
域及び赤外領域にわたる連続スペクトル光として光源ラ
ンプから放射された光線を、紫外線を伝達可能な光学フ
ァイバを介して、TiO2が取り込まれた生体組織に対して
照射するようにした腫瘍治療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明の発明者等は、TiO2（酸化チタ
ン）を生体に投与すると、TiO2が正常細胞より腫瘍細胞
中に高濃度で取り込まれ、それにＸ線領域から紫外線領
域の波長の電磁波を照射すると、TiO2が励起されて、活
性酸素の発生により腫瘍細胞が破壊されることをつきと
め、そのような電磁波で励起されたTiO2からなる抗腫瘍
剤についてすでに特許出願をしてある（特公平５─６０
４４９号）。
ン）を生体に投与すると、TiO2が正常細胞より腫瘍細胞
中に高濃度で取り込まれ、それにＸ線領域から紫外線領
域の波長の電磁波を照射すると、TiO2が励起されて、活
性酸素の発生により腫瘍細胞が破壊されることをつきと
め、そのような電磁波で励起されたTiO2からなる抗腫瘍
剤についてすでに特許出願をしてある（特公平５─６０
４４９号）。
【０００３】上述のように、TiO2は波長が４００ｎｍ以
下の広い波長領域の電磁波で励起されるので、発明者等
は、５００Ｗ超高圧水銀灯などを光源とする市販の紫外
線発生装置を用いて、３００〜４００ｎｍの波長領域の
全範囲の紫外線を患部に照射するようにしている。
下の広い波長領域の電磁波で励起されるので、発明者等
は、５００Ｗ超高圧水銀灯などを光源とする市販の紫外
線発生装置を用いて、３００〜４００ｎｍの波長領域の
全範囲の紫外線を患部に照射するようにしている。
【０００４】なお、そのような紫外線を体腔内の特定の
患部に照射するには、紫外線を伝達可能な石英ファイバ
等を内視鏡の鉗子チャンネルに挿通して、経内視鏡的に
行うのが効果的である。
患部に照射するには、紫外線を伝達可能な石英ファイバ
等を内視鏡の鉗子チャンネルに挿通して、経内視鏡的に
行うのが効果的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
紫外線発生装置の光源ランプは、紫外線と同時に可視光
も放射する。そのため、赤外線よりは低率ながら、可視
光の持つ光エネルギが生体組織に吸収されることによっ
て生体組織の正常細胞の温度が上昇し、正常細胞の破壊
を起こす等の危険性があった。
紫外線発生装置の光源ランプは、紫外線と同時に可視光
も放射する。そのため、赤外線よりは低率ながら、可視
光の持つ光エネルギが生体組織に吸収されることによっ
て生体組織の正常細胞の温度が上昇し、正常細胞の破壊
を起こす等の危険性があった。
【０００６】そこで本発明は、可視光照射による正常細
胞の破壊のおそれ無く、TiO2が取り込まれた生体組織に
対して３００〜４００ｎｍの波長領域の紫外線だけを安
全に照射することのできる腫瘍治療装置を提供すること
を目的とする。
胞の破壊のおそれ無く、TiO2が取り込まれた生体組織に
対して３００〜４００ｎｍの波長領域の紫外線だけを安
全に照射することのできる腫瘍治療装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の腫瘍治療装置は、紫外領域から可視領域及
び赤外領域にわたる連続スペクトル光として光源ランプ
から放射された光線を、紫外線を伝達可能な光学ファイ
バを介して、TiO2が取り込まれた生体組織に対して照射
するようにした腫瘍治療装置において、上記光源ランプ
から放射された赤外線を、上記光学ファイバに入射する
前にカットするための赤外域カットフィルタと、上記光
源ランプから放射された４００〜７００ｎｍの波長領域
の可視光線を、上記光学ファイバに入射する前にカット
するための可視域カットフィルタとを設けたことを特徴
とする。
め、本発明の腫瘍治療装置は、紫外領域から可視領域及
び赤外領域にわたる連続スペクトル光として光源ランプ
から放射された光線を、紫外線を伝達可能な光学ファイ
バを介して、TiO2が取り込まれた生体組織に対して照射
するようにした腫瘍治療装置において、上記光源ランプ
から放射された赤外線を、上記光学ファイバに入射する
前にカットするための赤外域カットフィルタと、上記光
源ランプから放射された４００〜７００ｎｍの波長領域
の可視光線を、上記光学ファイバに入射する前にカット
するための可視域カットフィルタとを設けたことを特徴
とする。
【０００８】なお上記可視域カットフィルタが、４００
〜７００ｎｍの波長領域の可視光線を、３００〜４００
ｎｍの波長領域の紫外線よりも小さな平均強度で上記光
学ファイバに入射させる程度にカットするようにしても
よく、その場合、上記可視域カットフィルタが、４００
〜７００ｎｍの波長領域の可視光線を７０〜９０％の範
囲の平均カット率でカットするようにするとよい。この
ような構成にすることにより、照射部位を観察しながら
紫外線をあてることが可能となる。
〜７００ｎｍの波長領域の可視光線を、３００〜４００
ｎｍの波長領域の紫外線よりも小さな平均強度で上記光
学ファイバに入射させる程度にカットするようにしても
よく、その場合、上記可視域カットフィルタが、４００
〜７００ｎｍの波長領域の可視光線を７０〜９０％の範
囲の平均カット率でカットするようにするとよい。この
ような構成にすることにより、照射部位を観察しながら
紫外線をあてることが可能となる。
【０００９】また、上記可視域カットフィルタが、上記
光源ランプと上記光学ファイバの入射面との間の光路中
に挿脱自在であるようにしてもよい。
光源ランプと上記光学ファイバの入射面との間の光路中
に挿脱自在であるようにしてもよい。
【００１０】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図１は本
発明の第１の実施例の全体的構成を示している。
発明の第１の実施例の全体的構成を示している。
【００１１】図中１は、図２の特性線図に示されるよう
な、紫外域から可視域及び赤外域にわたる光線を連続ス
ペクトル光として放射する光源ランプであり、例えば高
輝度のキセノンランプが用いられる。ただし、上述のよ
うな連続スペクトルの光線を放射するランプであれば、
キセノンランプ以外のものを用いてもよい。
な、紫外域から可視域及び赤外域にわたる光線を連続ス
ペクトル光として放射する光源ランプであり、例えば高
輝度のキセノンランプが用いられる。ただし、上述のよ
うな連続スペクトルの光線を放射するランプであれば、
キセノンランプ以外のものを用いてもよい。
【００１２】光源ランプ１には、放射された光線を収束
点２に収束させるための反射鏡３が取り付けられてお
り、その反射光の反射特性は、図３に示されるように、
波長７００ｎｍを越える赤外線を反射しないものになっ
ている。したがって、この反射鏡３が赤外線をカットす
る赤外域カットフィルタになっており、収束点２に向か
う光束には赤外線がほとんど含まれない。
点２に収束させるための反射鏡３が取り付けられてお
り、その反射光の反射特性は、図３に示されるように、
波長７００ｎｍを越える赤外線を反射しないものになっ
ている。したがって、この反射鏡３が赤外線をカットす
る赤外域カットフィルタになっており、収束点２に向か
う光束には赤外線がほとんど含まれない。
【００１３】反射鏡３と収束点２との間の光路の途中に
は、図４の特性線図に示されるような４００〜７００ｎ
ｍの波長領域の可視鏡を透過せずにほぼ完全にカットす
る可視域カットフィルタ４が配置されている。したがっ
て、ここから先、収束点２に至る光束に含まれるのは、
３００〜４００ｎｍの波長領域の紫外線だけになる。
は、図４の特性線図に示されるような４００〜７００ｎ
ｍの波長領域の可視鏡を透過せずにほぼ完全にカットす
る可視域カットフィルタ４が配置されている。したがっ
て、ここから先、収束点２に至る光束に含まれるのは、
３００〜４００ｎｍの波長領域の紫外線だけになる。
【００１４】１０は、少なくとも３００〜４００ｎｍの
波長領域の紫外線を伝達することができる石英をコア部
分に用いた光学ファイバ（石英ファイバ）であり、その
入射端面を収束点２に位置させることができるように、
装置の支持コネクタ５に挿脱自在に設けられている。
波長領域の紫外線を伝達することができる石英をコア部
分に用いた光学ファイバ（石英ファイバ）であり、その
入射端面を収束点２に位置させることができるように、
装置の支持コネクタ５に挿脱自在に設けられている。
【００１５】石英ファイバ１０は、使用に際しては、内
視鏡２０の鉗子チャンネル２１内に挿通して用いられ
る。内視鏡は、図示されていない観察光学系と照明光学
系などを内蔵したものであるが、石英ファイバ１０を挿
通することができる鉗子チャンネルを有するものであれ
ばどのようなものを用いてもよい。
視鏡２０の鉗子チャンネル２１内に挿通して用いられ
る。内視鏡は、図示されていない観察光学系と照明光学
系などを内蔵したものであるが、石英ファイバ１０を挿
通することができる鉗子チャンネルを有するものであれ
ばどのようなものを用いてもよい。
【００１６】このような装置を用いることにより、図１
に示されるように、体腔内の患部１００に対して、石英
ファイバ１０の先端から、３００〜４００ｎｍの波長領
域の全範囲の紫外線を照射することができる。
に示されるように、体腔内の患部１００に対して、石英
ファイバ１０の先端から、３００〜４００ｎｍの波長領
域の全範囲の紫外線を照射することができる。
【００１７】したがって、患部に予めTiO2を取り込ませ
ておくことによって、紫外線照射により腫瘍を破壊する
ことができる。その際、石英ファイバ１０からは、紫外
線以外には可視光も赤外線も出射されないので、患部の
温度上昇がほとんど無く、火傷事故等のおそれがない。
ておくことによって、紫外線照射により腫瘍を破壊する
ことができる。その際、石英ファイバ１０からは、紫外
線以外には可視光も赤外線も出射されないので、患部の
温度上昇がほとんど無く、火傷事故等のおそれがない。
【００１８】図５は、本発明の第２の実施例の可視域カ
ットフィルタ４の特性を示しており、可視域カットフィ
ルタ４が４００〜７００ｎｍの波長領域の可視光を完全
にはカットせず、３００〜４００ｎｍの波長領域の紫外
線よりも小さな平均強度になるように、可視光をある程
度カットするようにしたものである。
ットフィルタ４の特性を示しており、可視域カットフィ
ルタ４が４００〜７００ｎｍの波長領域の可視光を完全
にはカットせず、３００〜４００ｎｍの波長領域の紫外
線よりも小さな平均強度になるように、可視光をある程
度カットするようにしたものである。
【００１９】このようにすることによって、患部１００
が火傷を起こすほどには加熱されず、しかも可視光によ
って患部を照明して鮮明な観察を行うことができる。な
おそのためには、可視域カットフィルタ４が、４００〜
７００ｎｍの波長領域の可視光を７０〜９０％の範囲の
平均カット率でカットすることが好ましい。
が火傷を起こすほどには加熱されず、しかも可視光によ
って患部を照明して鮮明な観察を行うことができる。な
おそのためには、可視域カットフィルタ４が、４００〜
７００ｎｍの波長領域の可視光を７０〜９０％の範囲の
平均カット率でカットすることが好ましい。
【００２０】図６及び図７は、本発明の第３の実施例を
示しており、可視域カットフィルタ４を光源ランプ１と
収束点２（即ち、石英ファイバ１０の入射面）との間の
光路中に挿脱自在に配置したものである。
示しており、可視域カットフィルタ４を光源ランプ１と
収束点２（即ち、石英ファイバ１０の入射面）との間の
光路中に挿脱自在に配置したものである。
【００２１】ここでは、モータ３１によって回転駆動さ
れて停止位置を二通りに変えられる不透明なターレット
３２に、図７に示されるように可視域カットフィルタ４
と貫通孔３３とを１８０度対称の位置に配置して、可視
域カットフィルタ４と貫通孔３３のいずれか一方を任意
に選択して光路中に配置できるようになっている。モー
タ３１の動作は、図６に示されるように、操作スイッチ
３４からの入力信号に従ってモータ３１の停止位置を変
える機能を有するモータコントローラ３５により制御さ
れる。
れて停止位置を二通りに変えられる不透明なターレット
３２に、図７に示されるように可視域カットフィルタ４
と貫通孔３３とを１８０度対称の位置に配置して、可視
域カットフィルタ４と貫通孔３３のいずれか一方を任意
に選択して光路中に配置できるようになっている。モー
タ３１の動作は、図６に示されるように、操作スイッチ
３４からの入力信号に従ってモータ３１の停止位置を変
える機能を有するモータコントローラ３５により制御さ
れる。
【００２２】このように構成することによって、光路中
に可視域カットフィルタ４を配置して第１及び第２の実
施例と同じ作用を得ることができるだけでなく、光路中
に貫通孔３３を配置して、３００〜４００ｎｍの波長領
域の紫外線と４００〜７００ｎｍの可視光の両方が収束
点２に向かう、一般の紫外線発生装置としても用いるこ
とができる。
に可視域カットフィルタ４を配置して第１及び第２の実
施例と同じ作用を得ることができるだけでなく、光路中
に貫通孔３３を配置して、３００〜４００ｎｍの波長領
域の紫外線と４００〜７００ｎｍの可視光の両方が収束
点２に向かう、一般の紫外線発生装置としても用いるこ
とができる。
【００２３】また、図８に示されるような４００〜７０
０ｎｍの波長領域の可視光だけを透過するフィルタを貫
通孔３３に取り付ければ、可視光だけを収束点２に向か
わせることができ、内視鏡の照明用光源装置等としての
使用も可能となる。
０ｎｍの波長領域の可視光だけを透過するフィルタを貫
通孔３３に取り付ければ、可視光だけを収束点２に向か
わせることができ、内視鏡の照明用光源装置等としての
使用も可能となる。
【００２４】図９は、本発明の第４の実施例を示してお
り、可視域カットフィルタ４に代わる平面鏡４′を光路
中に斜めに配置し、それによって反射された光束の収束
点２′に石英ファイバ１０の入射端面を配置するように
したものである。この場合の平面鏡４′の特性は、透過
光ではなく反射光が図４又は図５に示されるようにした
ものとなる。
り、可視域カットフィルタ４に代わる平面鏡４′を光路
中に斜めに配置し、それによって反射された光束の収束
点２′に石英ファイバ１０の入射端面を配置するように
したものである。この場合の平面鏡４′の特性は、透過
光ではなく反射光が図４又は図５に示されるようにした
ものとなる。
【００２５】図１０は、本発明の第５の実施例を示して
おり、第４の実施例の平面鏡４′を回動可能に設けて光
路中から退避させることにより、図６の第３の実施例と
同様に、紫外線と可視光の両方を石英ファイバ１０に入
射させることができるようにもしたものである。ただし
この場合には、図１０に示されるように、石英ファイバ
１０を、平面鏡４′が光路中にない場合の収束点２とあ
る場合の収束点２′とに差し換える必要がある。
おり、第４の実施例の平面鏡４′を回動可能に設けて光
路中から退避させることにより、図６の第３の実施例と
同様に、紫外線と可視光の両方を石英ファイバ１０に入
射させることができるようにもしたものである。ただし
この場合には、図１０に示されるように、石英ファイバ
１０を、平面鏡４′が光路中にない場合の収束点２とあ
る場合の収束点２′とに差し換える必要がある。
【００２６】図１１は、本発明の第６の実施例を示して
おり、光源ランプ１の反射鏡３として、赤外域を含む全
波長領域の光線を反射する特性のものを用い、その代わ
りに、赤外線を吸収してカットする赤外域カットフィル
タ３′を、可視域カットフィルタ４と並べて光路中に配
置したものである。
おり、光源ランプ１の反射鏡３として、赤外域を含む全
波長領域の光線を反射する特性のものを用い、その代わ
りに、赤外線を吸収してカットする赤外域カットフィル
タ３′を、可視域カットフィルタ４と並べて光路中に配
置したものである。
【００２７】なお、いずれの実施例においても、光源ラ
ンプ１としてキセノンランプを用いると、石英ファイバ
１０に対して中心軸方向の光入射がほとんど無いので、
石英ファイバ１０からの光線の出射範囲が、ドーナツ状
に中央部分の抜けたものになる可能性がある。
ンプ１としてキセノンランプを用いると、石英ファイバ
１０に対して中心軸方向の光入射がほとんど無いので、
石英ファイバ１０からの光線の出射範囲が、ドーナツ状
に中央部分の抜けたものになる可能性がある。
【００２８】そのような場合には、例えば図１２に示さ
れるように、石英ファイバ１０の出射端面を凸状（又は
凹状）の曲面に形成して、出射端面において出射光を屈
折させることによって、中央部分まで一様に照射をする
ことができる。なおそのためには、石英ファイバ１０の
出射端の曲面の半径Ｒを、石英ファイバ１０の直径Ｄに
対して１０Ｄ≦Ｒ≦Ｄの範囲にすることが好ましい。
れるように、石英ファイバ１０の出射端面を凸状（又は
凹状）の曲面に形成して、出射端面において出射光を屈
折させることによって、中央部分まで一様に照射をする
ことができる。なおそのためには、石英ファイバ１０の
出射端の曲面の半径Ｒを、石英ファイバ１０の直径Ｄに
対して１０Ｄ≦Ｒ≦Ｄの範囲にすることが好ましい。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、連続スペクトルで光源
から放射された紫外域から可視域及び赤外域にわたる光
のうち、赤外域と可視域の光線は光学ファイバに入射す
る前にカットされ、３００〜４００ｎｍの波長領域の紫
外線だけが光学ファイバに入射するので、その光線を生
体組織に照射しても照射部の温度上昇がほとんど無く、
TiO2が取り込まれた生体組織に対して火傷のおそれなく
安全に紫外線照射をして腫瘍を破壊することができる。
から放射された紫外域から可視域及び赤外域にわたる光
のうち、赤外域と可視域の光線は光学ファイバに入射す
る前にカットされ、３００〜４００ｎｍの波長領域の紫
外線だけが光学ファイバに入射するので、その光線を生
体組織に照射しても照射部の温度上昇がほとんど無く、
TiO2が取り込まれた生体組織に対して火傷のおそれなく
安全に紫外線照射をして腫瘍を破壊することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例の光源ランプの特性線図
である。
である。
【図３】本発明の第１の実施例の赤外域カットフィルタ
の特性線図である。
の特性線図である。
【図４】本発明の第１の実施例の可視域カットフィルタ
の特性線図である。
の特性線図である。
【図５】本発明の第２の実施例の可視域カットフィルタ
の特性線図である。
の特性線図である。
【図６】本発明の第３の実施例の構成図である。
【図７】本発明の第３の実施例のターレットの正面図で
ある。
ある。
【図８】本発明の第３の実施例のフィルタの特性線図で
ある。
ある。
【図９】本発明の第４の実施例の構成略示図である。
【図１０】本発明の第５の実施例の構成略示図である。
【図１１】本発明の第６の実施例の構成略示図である。
【図１２】本発明の石英ファイバの出射端面の改良例の
側面図である。
側面図である。
１ 光源ランプ
３ 反射鏡（赤外域カットフィルタ）
４ 可視域カットフィルタ
１０ 石英ファイバ（光ファイバ）
フロントページの続き
(72)発明者 藤嶋 昭
神奈川県川崎市中原区中丸子710−５
(72)発明者 橋本 和仁
神奈川県横浜市栄区小菅ヶ谷町2000番地
の10 南小菅ヶ谷住宅２棟506号
(72)発明者 窪田 吉信
神奈川県横浜市金沢区六浦町1697−28
(72)発明者 安達 滝介
東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭
光学工業株式会社内
(72)発明者 掛田 彰孝
東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭
光学工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平２−95383（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−341122（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−114949（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−21991（ＪＰ，Ａ)
特公 平５−60449（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61N 5/06 - 5/08
Claims (2)
- 【請求項１】紫外領域から可視領域及び赤外領域にわた
る連続スペクトル光として光源ランプから放射された光
線を、紫外線を伝達可能な光学ファイバを介して、TiO2
が取り込まれた生体組織に対して照射するようにした腫
瘍治療装置であって、 上記光源ランプから放射された赤外線を、上記光学ファ
イバに入射する前にカットするための赤外域カットフィ
ルタと、上記光源ランプから放射された４００〜７００
ｎｍの波長領域の可視光線を、上記光学ファイバに入射
する前にカットするための可視域カットフィルタとが設
けられた腫瘍治療装置において、 上記可視域カットフィルタが、４００〜７００ｎｍの波
長領域の可視光線を７０〜９０％の範囲の平均カット率
でカットして、４００〜７００ｎｍの波長領域の可視光
線を、３００〜４００ｎｍの波長領域の紫外線よりも小
さな平均強度で上記光学ファイバに入射させる ことを特
徴とする腫瘍治療装置。 - 【請求項２】上記可視域カットフィルタが、上記光源ラ
ンプと上記光学ファイバの入射面との間の光路中に挿脱
自在である請求項１記載の腫瘍治療装置。
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