青色光を使用する身体照明システム

专利摘要:
本発明は、４１０—４７０ｎｍの波長範囲における光を発する１つ以上の光源を有する身体照明システムに関する。このシステムは、身体の表面積に発せられる光の出力密度が２０—１２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲にあるように（より好ましくは、３０−１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲にあるように）、０．５—２．０ｍ２の前記身体の表面積を前記発せられた光に晒す。代替的には、前記システムは、前記身体の表面積に対する発せられた光の出力密度が１０—３０ｍＷ／ｃｍ２の範囲にあるように、１０—６０ｃｍ２の前記身体の表面積を前記発せられた光に晒す。この身体照明システムは、高血圧症及び勃起不全のような、身体の機能不全を治療するためのものである。
公开号:JP2011516192A
申请号:JP2011503530
申请日:2009-04-07
公开日:2011-05-26
发明作者:クリスティアン オプラエンデル；ヴィクトリア；シー；ピー コルブ−バコフェン；クリストフ；ヴィ スシェック；ウルリヒ ニエマン；マチアス ボルン；クラウディア ムッテル；ロッサム；アドリアーンチェ；ピー モウス−ファン；ヨルグ リエブマン；ヒオファンナ ワヒェナールカッチオラ
申请人:コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ；
IPC主号:A61N5-06

专利说明:

[0001] 本発明は、照明システムに関する。より詳細には、本発明は、身体的な機能不全の治療のために身体を照明する照明システムに関する。]
背景技術

[0002] 高血圧症（高血圧）は、世界的に流行している。２０２５年までに、１５億人よりも多くのこの疾患の患者が、世界じゅうに存在し得ることが予測されている。７１０万人の死（全死亡者数の１３％）が、高血圧症（発作、心臓及び腎不全）からの合併症によるものであると報告されている。リスクの認識にもかかわらず、人々は、より長く働き、あまり運動せず、よく食べていない。このことは、老齢人口と組み合わされ、高血圧症の罹患率を増大させている。]
[0003] 血圧は、心臓によってポンプ送出される血液の量と動脈の大きさ及び状態とによって決定される。体内の水分量、体内の塩成分、腎臓の状態、神経系、体内の様々なホルモン類のレベル、及び血管の収縮又は緩和のような、多くの他の因子が、血圧に影響を及ぼし得る。]
[0004] 窒素酸化物（ＮＯ）は、周囲の滑らかな筋肉に弛緩するように、従って動脈を拡張し、血流を増大するように、信号を送るために血管の内皮によって使用されている。例えば、ニトログリセリンから放出されるＮＯは、冠状動脈を拡大するので、従って、狭心症のような疾患に又は心筋梗塞において、利用されている。更に、陰茎内の自律神経によって放出されるＮＯは、陰茎の勃起の原因である血管の局所的な拡大（血管拡張）を生じさせる。]
発明が解決しようとする課題

[0005] 米国特許第２００６／０１５１５６号は、高血圧症、高血圧の急性発症、狭心症、慢性関節炎、勃起不全、脳虚血及び慢性肌潰瘍を含むグループから選択された条件を有する患者を治療する方法を開示している。この開示されている方法は、患者に、治療上有効量若しくは線量、又は紫外（ＵＶ）光の連続的な量若しくは線量を管理するステップを含んでいる。]
[0006] 紫外線光の照射は、この毒性及び皮膚ガンの誘発の関連するリスクのために制限されている。更に、高い輝度においては、紫外線光は、皮膚の炎症を非常に短い期間内で生じる。更に、紫外線光は、皮膚によって容易に吸収されることができ、従って、血液をと相互作用するのを防止される。]
[0007] 身体の機能不全を治療する改良された身体照明システム及び方法のための技術が、必要とされている。]
課題を解決するための手段

[0008] １つ以上の光源を有する身体照明システムが、提案される。この光源は、４２０—４７０ｎｍの波長範囲、好ましくは、４３０—４７０ｎｍの波長範囲の青色光を発する。このシステムは、０．５—２．０ｍ２の身体の表面積を発せられた前記光に晒す。このシステムの構成は、身体の前記表面積上に対する前記発せられた光の出力密度が、２０—１２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲、更に好ましくは、３０—１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲にある。前記表面と光源との間の距離は、好ましくは１０ｃｍ乃至１ｍであり、好ましくは１０ｃｍ乃至６０ｃｍである。]
[0009] 本出願人は、このような照明システムが、患者の身体の機能不全を治療するのに効果的に使用されることができることを発見した。患者とは、人間及び動物を含むものであると理解されるべきである。青色は、ＮＯとヘモグロビンとの間の結合を破壊し、血液中に自由なＮＯ基を放出し、内因性ＮＯを生成するように血管壁の内皮細胞を刺激することによって、血液中の一酸化窒素の生成を誘発することが分かっている。紫外線光とは対照的に、青色光は、毒性のないレベルで非常に高い輝度及線量において供給されることができる。更に、青色光は、紫外線光と比較して、皮膚内により深く浸透する。従って、青色光は、紫外線光と比較して、低位（lower lying）血管によって非常に良好に吸収されることができる。この光は、体循環に入り、循環系全体の血圧を低下させるために、皮膚の表在血管によって吸収されることを必要とする。血圧低下の用途のために、当該照明時間は、より長く持続する効果を達成するために、最高１時間のオーダーである。]
[0010] 更に、高血圧治療薬の使用が、減少されることができる。高血圧治療薬の使用は、めまい、頭痛、脚内の体液増大（fluid build-up in legs）、乾燥刺激性の咳、腎不全、アレルギー反応、白血球の減少、組織の腫脹、睡眠障害、疲労、嗜眠及び勃起不全のような、重い副作用によってしばしば妨げられる。]
[0011] 本出願人は、添付の請求項９に記載のパラメータ設定による当該照明システムが、勃起不全を治療するためにも使用されることができることを発見した。好ましくは、前記表面と前記光源との間の距離は、この用途に関して１０—３０ｃｍの範囲である。]
[0012] 薬バイアグラは、前記陰茎の自律神経にＮＯを生成させ、このことは、結果として、血管の局所的な膨張（血管拡張）をもたらす。このことは、結果として、陰茎の勃起をもたらす。特に、前記陰茎の薄い皮膚のため及び多数の血管のために、青色光は、血液及び内皮細胞に到達し、結果として、ＮＯの安定した生成をもたらす。結果として、血管拡張は、増大された血液潅流に繋がり、陰茎の勃起をもたらす。この照明時間は、所与の継続期間にわたる一時的な効果を達成するために、非常に短いものであることができる。]
[0013] 添付の請求項２に規定されている実施例は、添付の請求項１に規定されている必要なパラメータによる身体照明システムを達成するために非常に有効な種類の光源を提供している。高輝度放電ランプのような、他の光源が利用されることもできるが、これらは、身体が晒される熱を更に生成する。更に、このような光源は、他の可視波長における光を生成し、このことは、光は、ユーザによって悩ましいものとして経験される。この高出力青色光源は、例えば、Ｌｕｘｅｏｎ（登録商標）ＬＥＤであり得る。このＬＥＤは、５００—６００ｍＷの範囲の光学出力と、１．８—２．２Ｗの範囲の電力とを有し得る。]
[0014] 添付の請求項３に規定されている実施例は、当該光源の効率的な配置及び制御の有利な点を有している。]
[0015] 添付の請求項５及び６に規定されている実施例は、高出力光源を使用しているシステムの有効な冷却を提供している。]
[0016] 添付の請求項７に規定されている実施例は、当該システムが、血圧試験の結果に依存して制御されることを可能にしている。一例として、当該システムは、前記血圧が特定のしきい値を超える場合にのみ、使用されることができる。]
[0017] 添付の請求項８に記載の実施例は、当該システムが、例えば、医師によって、遠隔制御されることを可能にしている。当該身体照明システムの動作パラメータは、遠隔的に設定されることもできる。一例として、血圧試験の結果は、医師が、適切な動作パラメータを設定することを可能にすることができる。医師は、当該患者が身体照明システムのパラメータをアップロードすることができるように、異なる仕方において（例えば、電子メール又はテキストメッセージ（例えば、ｓｍｓ）によって）の動作パラメータを送信することもできる。]
[0018] 米国特許第２００３／１４７２４１号は、異なる色の光を容器槽内の水に投射するように前記容器槽の壁を貫通して取り付けられている複数の光器具を有するクロモセラピーに適した照明システムを開示している。この刊行物において、人が長時間の赤色光に晒される場合、人の血圧は上昇する一方で、青色光の場合、人の血圧は減少するという考えが報告されている。しかしながら、この効果が得られる特定の動作パラメータは、開示されておらず、示唆もされていない。本出願人は、添付請求項に記載の動作パラメータによる身体照明システムが、身体の機能不全の有効な治療を提供し、紫外線治療によって生じる不利な効果を著しく低下させることを発見した。]
[0019] 以下において、本発明の実施例は、更に詳細に記載される。しかしながら、これらの実施例が、本発明の保護の範囲を制限するものとして解釈されることができないと認められなければならない。]
図面の簡単な説明

[0020] 本発明の様々な実施例による身体照明システムの概略図を示している。
本発明の様々な実施例による身体照明システムの概略図を示している。
本発明の様々な実施例による身体照明システムの概略図を示している。
図１Ａ—１Ｃに示されているような身体照明システムの詳細の概略図を示している。
図１Ａ—１Ｃに示されているような身体照明システムの詳細の概略図を示している。
図１Ａ—１Ｃに示されているような身体照明システムの詳細の概略図を示している。
或る波長のＬＥＤ光のための一酸化窒素の生成の生体外実験の結果を示している。
他の波長のＬＥＤ光のための一酸化窒素の生成の生体外実験の結果を示している。
更に他の波長のＬＥＤ光のための一酸化窒素の生成の生体外実験の結果を示している。
或る波長に対する光波長及び光線量に依存する人間の線維芽細胞の毒性作用の生体外実験の結果を示している。
他の波長に対する光波長及び光線量に依存する人間の線維芽細胞の毒性作用の生体外実験の結果を示している。
更に他の波長に対する光波長及び光線量に依存する人間の線維芽細胞の毒性作用の生体外実験の結果を示している。
更に別の波長に対する光波長及び光線量に依存する人間の線維芽細胞の毒性作用の生体外実験の結果を示している。] 図１Ａ
実施例

[0021] 図面の説明は以下の通りである。]
[0022] 図１Ａ—１Ｃは、身体照明システム１の概略図を提供している。] 図１Ａ
[0023] 図１Ａにおいて、患者２は、身体照明システム１によって照明されるべきベッド３上に横になっている。この身体照明システム１は、サンベッドのような配置の患者２に対して光Ｌを発する複数の光源４を有している。] 図１Ａ
[0024] 図１Ｂにおいて、ベッド３に対して４５°の角度で配向されている光源４を有する２つのパネルが、設けられている。] 図１Ｂ
[0025] 光源４は、必ずしも患者２の全身にわたって設けられるわけではないことが理解されるべきである。]
[0026] 患者２は、必ずしもベッド上にいるというわけではないことも認められなければならない。この身体照明システム１は、部屋Ｒに内に含まれていても良く、光源４は、図１Ｃに示されているように、部屋Ｒの壁に収容されている又は自立式のシステムに組み込まれている。] 図１Ｃ
[0027] この身体照明システム１は、血圧センサ６、コントローラ７及びデータトランシーバ８を含んでいる制御ユニット５を有している。制御ユニット５は、図１Ｂ及び１Ｃの身体照明システム１に対して設けられることができることに留意されたい。この制御ユニット５は、更なるメモリ（例えば、データ記憶のためのメモリモジュールを含む）を有することができる。] 図１Ｂ
[0028] 制御ユニット５は、コントローラ７によって光源４を制御するように構成されている。この血圧センサ６は、身体と接触している場合、患者２の血圧を測定する。もちろん、別個の血圧センサも使用されることができ、この場合、血圧は、身体照明システム１内に入力されることができる。このコントローラ７は、血圧センサ６による血圧測定の結果によって前記光源を活性化させるために（及び、場合によっては、前記光源の動作パラメータを設定するために）起動されることができる。制御ユニット５によって収集されるデータは、データトランシーバ８を介して遠隔外部システム９に送信されることができる。更に、制御ユニット５のデータトランシーバ８は、身体照明システム１を動作させる遠隔システム９からの制御命令を及び／又はデータを受け取ることができる。データ転送は、有線及び／又は無線ネットワークを介して実施されることができる。コントローラ７は、身体照明システム１の手術時間をプログラムする又は決定するためのタイマを含むことができる。]
[0029] この光源４は、好ましくは、高出力発光ダイオード（ＬＥＤ）である。これらのＬＥＤ４は、Ｌｕｘｅｏｎ（登録商標）ＬＥＤ又はＬｕｍｉｌｅｄｓ（登録商標）であり得る。このＬＥＤは、５００—６５００ｍＷの範囲の光出力及び１．８—２．２Ｗの電力を有する。
このＬＥＤの数は、用途に依存して、１０と１，０００との間で変化し得る。]
[0030] ＬＥＤ４のドライバは、別個のユニットにおいて提供されることができる（例えば、図１Ａを参照）又は前記ＬＥＤの後ろ側に位置されることができる。] 図１Ａ
[0031] 身体機能不全（特に、高血圧症及び勃起不全）の治療のために、光源４は、青色光を発し、これにより、図３Ａ—３Ｃ及び４Ａ—４Ｄを参照して更に詳細に記載されるように、紫外線光の使用からもたらされる不利な効果を同時に減少する。
発せられる光Ｌの波長は、４１０—５００ｎｍの範囲である。特に、毒性作用の著しい低下は、４２５—４７０、４４０—４７０ｎｍの範囲の波長において、又は４５０—４６５ｎｍの範囲の波長に関して得られることができる。] 図３Ａ
[0032] この治療学的治療の効率は、身体のかなりの表面積が、身体照明システム１によって照明されることを必要としている。この目的のために、身体照明システム１は、高血圧症の治療のために０．５—２．０ｍ２の表面積を照明することができるように構成されなければならない。勃起不全のためには、１０—６０ｃｍ２の表面積で、充分である。この治療学的治療の効率は、光Ｌの出力密度によって決定される。高血圧症の治療のためには、身体照明システム１の発せられる光Ｌの出力密度は、２０—１２０ｍＷ／ｃｍ２、４０—１００ｍＷ／ｃｍ２又は５０—８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲にある。勃起不全の治療のためには、同じ範囲の出力密度が利用されることができる。この出力密度のより低い制限は、当該治療の効果によって決定される一方で、上限は、熱及び光が患者に対して不快になる事実によって決定される。典型的な治療時間は、１分間と１時間との間で変化する（例えば、１５分間）。]
[0033] 用途に依存して、ＬＥＤ４と患者２の表面Ｓとの間の距離は、１０ｃｍ〜１５０ｃｍの範囲である。高血圧症の治療のために、前記距離は、好ましくは、１０ｃｍから１００ｃｍの範囲内に、２０ｃｍから６０ｃｍの範囲内に、及び２５ｃｍから５５ｃｍの範囲（例えば４０ｃｍ）内にさえある。勃起不全の治療は、例えば、１０—５０ｃｍ又は１５—３０ｃｍの範囲（例えば、２０ｃｍ）における、より短い距離を使用して得られることができる。]
[0034] 図２Ａ—２Ｃは、身体照明システム１の詳細の概略図を示している。図２Ａは、ファン１１と組み合わされたチャネルヒートシンク板１０を有する身体照明システム１を示している。矢印は、冷却のための空気の流れを示している。図２Ｂは、身体照明システム１の断面を示しており、図２Ｃは、ＬＥＤ４を含んでいる正面図を示している。このＬＥＤ４は、モジュール１２内に設けられている。ＬＥＤドライバは、これらのモジュール１２の後ろ側に設けられることができる。] 図２Ａ 図２Ｂ 図２Ｃ
[0035] 特に、ＬＥＤ４は、プリント回路基板上に取り付けられ、ヒートシンク板１０を備えている。このヒートシンク板は、金属を含有している。このファン１１は、換気による有効な熱除去を提供するようにヒートシンク板１０上に取り付けられている。]
[0036] 図３Ａ—３Ｃ及び図４Ａ—４Ｄは、５．５のｐＨを有する窒化物溶液内の内皮細胞の青色光照明の生体外実験の結果を示している。これらの条件は、人間の皮膚内に存在している条件に対応すると信じられている。] 図３Ａ 図４Ａ
[0037] 図３Ａ—３Ｃにおいて、横軸は、時間軸である。図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、４１０ｎｍ及び４２０ｎｍの波長において、５００—６００ｍＷの光出力及び１．８—２．２Ｗの電力のＬＥＤを使用している光照明システム１をオンに切り替えた直後の一酸化窒素（ＮＯ）の生成量（垂直軸）の著しい上昇を示している。照明システム１がオフに切り替えられた場合、前記ＮＯの生成量は降下している。] 図３Ａ 図３Ｂ
[0038] 図３Ｃは、４５０ｎｍの波長におけるＬＥＤ４を有する照明実験のためのＮＯ生成量を示している。再び、ＮＯの生成量は、４１０ｎｍ及び４２０ｎｍの波長に対する場合よりも著しくはないが、身体照明システム１をオンに切り替えると上昇することが発見されている。身体照明システム１のこの動作パラメータは、細胞の著しい暖化が生じないように、選択された。] 図３Ｃ
[0039] 要約すると、本出願人は、青色光（即ち紫外線波長領域よりも外側の光）が５．５のｐＨを有する窒素溶液から非酵素的な一酸化窒素を生成することができることを発見した。]
[0040] 図４Ａ—４Ｄは、横軸に沿って光の様々な線量（Ｊ／ｃｍ２における）の場合の青色光照明の毒性作用に関する測定を示している。縦軸は、任意の単位を有しており、この値は、０Ｊ／ｃｍ２の線量に対して１００であると設定されており、他の線量において、測定された値が、０Ｊ／ｃｍ２における値に対するものである。この毒性作用は、細胞毒性測定によって測定された。治療は、生きている細胞の細胞計数の間、ほぼ死んでいる細胞又は死んでいる細胞が計数されない場合、有毒ではないとみなされた。] 図４Ａ
[0041] 図４Ａは、６２７ｎｍ波長の光によって治療される人間の皮膚線維芽細胞の試料に対する基準測定値を示している。毒性作用は、５０Ｊ／ｃｍ２の線量まで観察されなかった。] 図４Ａ
[0042] 図４Ｂ及び４Ｃは、４１０ｎｍ及び４２０ｎｍ波長の光によって治療される人間の皮膚線維芽細胞試料に対する測定値を示している。毒性作用は、当該試料が晒される照明の線量に依存することが観察された。] 図４Ｂ
[0043] 図４Ｄは、４５０ｎｍの波長の光によって治療された人間の皮膚線維芽細胞の試料に対する測定値を示している。驚くべきことに、如何なる毒性作用も、０—７５Ｊ／ｃｍ２の完全な放射線量の範囲にわたって観察されなかった。] 図４Ｄ
[0044] 最後に、患者は、光治療の効率を増大させるために、サプリメントを管理することができることに留意されたい。ＮＯ基に対する保護効果及び内皮細胞膜の安定性の維持のために、光の治療と組み合わされた酸化防止剤のような、サプリメントの使用が、推奨されている。この酸化防止剤は、細胞を、通常の酸素代謝及び減少の間、従って、過酸化反応及び血管の壁を弛緩させる遊離一酸化窒素（神経伝達物質）の損失の間に生成される遊離基の効果に対して保護する。使用されることができる酸化防止剤サプリメントは、Ｌ—タウリン及びセレンを含んでいる。Ｌ—タウリンは、卵、酪農製品、肉及び魚のタンパク質において及び機能性食品の形態において発見されるアミノ酸である。セレンは、内皮細胞が自由に最大の一酸化窒素を生成することを保証し、この結果、改善された循環系の健康をもたらす。]

权利要求:

請求項1
４１０—４７０ｎｍの波長範囲の光を発する１つ以上の光源を有する身体照明システムであって、発せられる前記光を、身体の０．５—２．０ｍ２の表面積に対して、前記身体の前記表面積に発せられる前記光の出力密度が２０—１２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲にあるように当てる身体照明システム。
請求項2
前記光源が、高出力発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項１に記載の身体照明システム。
請求項3
前記ＬＥＤは、モジュール内に配されており、各モジュールは複数の前記ＬＥＤを有している、請求項２に記載の身体照明システム。
請求項4
前記光源が４００—７００ｍＷの光出力を有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の身体照明システム。
請求項5
前記光源から外方への熱輸送のためのヒートシンクを更に有する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の身体照明システム。
請求項6
ファンを更に有する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の身体照明システム。
請求項7
血圧センサを更に有する、請求項１乃至６の何れか一項に記載の身体照明システム。
請求項8
それぞれ、前記身体照明システムからデータを送信する及び前記身体照明システムにおいてデータを受け取るデータ送信器及びデータ受信器の少なくとも一方を更に有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載の身体照明システム。
請求項9
４２０—４７０ｎｍの波長範囲における光を発する１つ以上の光源を有する身体照明システムであって、当該システムは、発せられる前記光を身体の１０—６０ｃｍ２の表面積に対して、前記身体の前記表面積に対する発せられた前記光の出力密度が１０—３０ｍＷ／ｃｍ２の範囲にあるように、当てる身体照明システム。
請求項10
人を４１０—４７０ｎｍの波長範囲における光に、前記光の治療的に有効な線量を受け取るように晒すステップを有する、身体の機能不全を患っている患者を治療する方法。
請求項11
前記身体の機能不全が高血圧症及び勃起不全から選択される、請求項１０に記載の方法。
請求項12
前記人を、０．５—２．０ｍ２の前記人の表面積が晒されるように、前記光を発する複数の光源を有するシステムに晒すステップであって、前記表面積上に発せられた前記光の出力密度は２０—１２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲にあるステップを更に有する、請求項１０又は１１に記載の方法。
請求項13
前記人の陰茎を、前記陰茎の１０—６０ｃｍ２の表面積が晒されるように、前記光を発する複数の光源を有するシステムに晒すステップであって、前記表面積上に発せられた前記光の出力密度は１０—３０ｍＷ／ｃｍ２の範囲であるステップを更に有する、請求項１０又は１１に記載の方法。