DE10162147B4

DE10162147B4 - UVB-Bestrahlungsanordnung

Info

Publication number: DE10162147B4
Application number: DE10162147A
Authority: DE
Inventors: Jan Henrik Wilkens
Original assignee: Optomed Optomedical Systems GmbH
Current assignee: Optomed Optomedical Systems GmbH
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2021-12-18
Also published as: DE10162147A1

Abstract

UVB-Bestrahlungsanordnung, die mindestens ein Maximum ihrer Bestrahlungsstärke im Wellenlängenintervall von 300–320 nm aufweist, umfassend mindestens eine Bestrahlungsquelle, wobei mittels der UVB-Bestrahlungsanordnung eine zeitlich modulierte UVB-Strahlung auf einer Behandlungsfläche erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsquelle (2) als UVC emittierende Entladungslampe ausgebildet ist, der eine außerhalb des Entladungsraumes angeordnete Trägereinrichtung zugeordnet ist, die mit einem Leuchtstoff dotiert ist, der ein Emissionsmaximum im Wellenlängenbereich von 300–320 nm aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine UVB-Bestrahlungsanordnung, die mindestens ein Maximum ihrer Bestrahlungsstärke im Wellenlängenintervall von 300–320 nm aufweist und mindestens eine Bestrahlungsquelle umfaßt, wobei mittels der UVB-Bestrahlungsanordnung eine zeitlich modulierte UVB-Strahlung auf einer Behandlungsfläche erzeugbar ist.
Es ist bekannt, daß Strahlung im Wellenlängenintervall von 300–320 nm eine vorteilhafte therapeutische Wirkung haben kann, beispielsweise zur Behandlung von Psoriasis, Schuppenflechte oder krankhaften Pigmentstörungen wie Vitiligo. Insbesondere der Spektralbereich um 312 nm ist dabei erwünscht, da durch Strahlung in diesem Bereich eine erheblich verminderte Photokarzinogenität bei noch vorhandener Vitamin D3-Synthese bewirkt wird.
Aus der DE 30 24 476 A1 ist eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe für Bestrahlungszwecke mit einem von der Innenseite mit einer Leuchtstoffschicht versehenen rohrförmigen Entladungskolben aus Glas mit selektiver Transmission bekannt, wobei die Leuchtstoffschicht einen Leuchtstoff enthält, der die kennzeichnende Linienemission von Gadolinium bei 312 nm aufweist. Der Entladungskolben besteht aus Glas mit einer Absorptionskante zwischen 260 und 280 nm, wobei dieser bei 312 nm eine Transmission von mindestens 80% aufweist. Die in dieser Druckschrift weiter offenbarten anorganischen Leuchtstoffe weisen ein sehr schmales Spektrum um 312 nm auf, so daß eine spektralselektive UVB-Bestrahlungsanordnung realisierbar ist. Die Halbwertbreite des Maximums bei 312 nm liegt nur bei ca. 2 bis 4 nm, so daß der Großteil der Emission im Bereich von 305–320 nm liegt, wo das Wirkungsspektrum des UV-Erythems und der Photokarzinogenität nur noch 22-1 % der Wirkung bei 297 nm aufweist. Die Bestrahlungsstärke der Lichtquelle beträgt dabei einige wenige mW/cm². Die Therapieerfolge derartiger spektralselektiver UVB-Lichtquellen blieben ziemlich beschränkt, insbesondere da der Therapieerfolg stets im Verhältnis zur Gefährlichkeit hinsichtlich der Erythemempfindlichkeit abzuwägen ist.
Aus der WO 01/62205 A2 ist ein Verfahren zur Behandlung von Vitiligo bekannt, mittels eines Excimer-Lasers, der im Wellenlängenintervall von 290–320 nm emittiert, wobei die Ausgangsleistung mit weniger als 120 mW bei einer Bestrahlungsfläche von 10 × 10 mm angegeben wird, so dass sich eine Bestrahlungsstärke von unter 120 mW/cm² ergibt, die vorzugsweise bei 60 mW/cm² liegt. Der Laser wird dabei mit 20 Hz gepulst, wobei die effektive Pulslänge bei ca. 120 ns liegt und die Behandlungszeit von 2 s bis auf 10 s erhöht wird, so dass die Energie eines Pulses bei ca. 72 mJ/cm² bei 60 mW/cm² liegt. Nachteilig an dieser spektralselektiven pulsbaren UVB-Lichtquelle ist, dass diese extrem teuer ist.
Aus der EP 0 348 915 A2 ist eine gepulste Quecksilberdampflampe bekannt, die UV-Licht transmittiert, wobei außerhalb des Entladungsbereiches auf einer Oberfläche ein Leuchtstoff aufgebracht ist.
Weitere pulslose Lampen sind beispielsweise aus der US 5,170,091 A , der US 5,666,031 A oder der US 6,328,760 B1 bekannt.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine UVB-Bestrahlungsanordnung zu schaffen, die bei gleicher therapeutischer Wirksamkeit kostengünstiger herstellbar ist.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sieh aus den Unteransprüchen.
Hierzu ist die Bestrahlungsquelle als UVC emittierende Entladungslampe ausgebildet, der eine außerhalb des Entladungsraumes angeordnete Trägereinrichtung zugeordnet ist, die mit einem Leuchtstoff dotiert ist, der ein Emissionsmaximum im Wellenlängenintervall von 300–320 nm aufweist. Hierdurch lässt sich eine preiswerte UVB-Bestrahlungsanordnung mit ausreichender Leistung und Lebensdauer realisieren. Der Vorteil der zeitlich modulierten UVB-Bestrahlungsanordnung gegenüber cw-Bestrahlungsquellen ist, dass diese bei gleicher oder niedrigerer gemittelter cw-Leistung mit sehr hohen Bestrahlungsstärken pulsen, was zu einer überdurchschnittlichen therapeutischen Wirksamkeit führt. Der Grund hierfür liegt vermutlich an körpereigenen Substanzen, die einen konstanten Anteil der Bestrahlungsstärke herausfiltern, so dass dieser nahezu konstante Offset nicht mehr zum Therapieerfolg beitragen kann. Handelsübliche UVC emittierende Entladungslampen sind in den verschiedensten Lei stungsstufen erhältlich und sehr preiswert. Durch die Anordnung der Leuchtstoffe außerhalb des Entladungsraumes, der vorzugsweise durch einen Quarzglas-Kolben gebildet wird, kann der Leuchtstoff bei Alterung einfach ersetzt werden. Des weiteren erlaubt dies den Einsatz bei einer Vielzahl von Entladungslampen, wie beispielsweise Hoch- bzw. Mitteldruckentladungslampen, wo ansonsten aufgrund der hohen Prozesstemperaturen ein Einsatz der Leuchtstoffe unmöglich wäre. Im einfachsten Fall besteht die Trägereinrichtung aus zwei Glasscheiben, zwischen denen der Leuchtstoff eingepreßt wird, wobei die der Bestrahlungsquelle zugeordnete Glasscheibe nur ein ausreichendes hohes Transmissionsvermögen für UVC-Strahlung aufweisen muß, wohingegen die zweite Glasscheibe ein hohes Transmissionsvermögen für die UVB-Strahlung im Bereich 300–320 nm aufweisen muß. Durch geeignete Dotierung können die beiden Glasscheiben bereits als Filter für die unerwünschten Spektralanteile verwendet werden, da Entladungslampen bei üblichen Belastungen ein Spektrum eines schwarzen Körpers aufweisen.
Vorzugsweise weist der Leuchtstoff die kennzeichnende Linienemission von Gadolinium auf, die ein Optimum der Vitamin D3-Synthese in bezug auf begleitende Photokarzinogenität aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Leuchtstoff ein mit Gd und Bi aktiviertes Borat oder ein mit Gd und Pb aktiviertes ternäres Aluminat mit hexagonaler Magnetoplumbitstruktur oder ein mit Gd und Pb aktiviertes Silikat von Sr und/oder Ca und von Y und/oder La.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Leuchtstoff als Lanthan-Gadolinium-Thulium-Oxidhalogenid ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält der Leuchtstoff neben Gadolinium noch mindestens Praseodym. Dabei können die beiden Elemente als Aktivierungselemente in einem Wirtskristall aus mindestens einem Halogenid der Gruppe der Alkali-Metalle, der Erdalkalimetalle, Yttrium, Lanthanum oder Zink eingebaut sein, wobei die Halogenide bevorzugt Fluoride sind. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind YF₃:Gd,Pr und CaF₂:Gd, Pr.
In einer alternativen Ausführungsform ist entweder Gadolinium das Aktivierungselement und Praseodym Bestandteil des Wirtskristalls oder umgekehrt, wobei der Wirtskristall aus mindestens einem Halogenid der Gruppe der Alkalimetalle, der Erdalkalimetalle, Yttrium, der Seltenen Erden, Lanthanum oder Zink besteht. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind (Y,Gd)F₃:Pr; LiGdF₄:Pr; NaGdF₄:Pr; BaGdF₅:Pr; Li(Y,Gd)F₄:Pr; Na(Y,Gd)F₄:Pr und Ba(Y,Gd)F₅ Pr.
All diese anorganischen Leuchtstoffe weisen einerseits eine sehr hohe Spektralselektivität und andererseits eine hohe Sättigungsgrenze auf, so daß diese auch extrem hohe Leistungsdichten umsetzen können. Dabei können auch Gemische der einzelnen aufgeführten Leuchtstoffe zum Einsatz kommen, um sich ein gewünschtes Spektrum zuzuschneiden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die UVC emittierende Entladungslampe als UVC-Blitzlampe, vorzugsweise als Xe- oder Deuterium-Blitzlampe ausgebildet. Xe-Blitzlampen sind äußerst preiswert und darüber hinaus in den verschiedensten Leistungsbereichen erhältlich. Ein weiterer Vorteil ist die sehr hohe Lebensdauer. Deuterium-Blitzlampen weisen einen extrem hohen Wirkungsgrad auf, wobei jedoch die Lebensdauer im Verhältnis zu Xe-Blitzlampen geringer ist. Allerdings sind verschiedene Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer vorgeschlagen worden, so daß ein wirtschaftlich vertretbarer Einsatz von Deuterium-Entladungslampen möglich ist. Hierzu sei auf die US 5,698,945 A ; US 4,016,445 oder die US 4,910,431 verwiesen.
Die UVC emittierende Blitzlampe wird vorzugsweise mit einer Spannung 100–50.000 V pro Zentimeter Entladungskanal betrieben. Aufgrund dieser hohen Beschleunigungsspannungen verschiebt sich die spektrale Leistung verstärkt in Richtung zu kleineren Wellenlängen, so daß der Gesamtanteil der länger welligen, unerwünschten Spektralanteile reduziert wird, wohingegen sich die UVC-Nutzstrahlung zur Anregung der Leuchtstoffe erhöht. Die extrem großen Spannungen erfordern jedoch zusätzliche Spezial-Transformatoren, die hinsichtlich der Kosten nicht vernachlässigbar sind. Weiter vorzugsweise wird daher die UVC emittierende Blitzlampe mit einer Spannung von 400–10000 V/cm, besonders bevorzugt mit einer Spannung zwischen 600–1000 V/cm betrieben.
Alternativ zu der Verwendung von Blitzlampen können auch cw-Lampen Anwendung finden, wobei dann die Bestrahlungsanordnung Mittel zur Relativbewegung der Bestrahlungsquelle zu der Behandlungsfläche umfaßt. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Umlenkvorrichtung wie ein Spiegelsystem erreicht werden. Vorzugsweise erfolgt die Relativbewegung mittels einer Scan-Vorrichtung, mittels der die Bestrahlungsanordnung in X- und/oder Y-Richtung verfahrbar ist. Dabei sei angemerkt, daß die zeitliche Modulation selbstverständlich auch durch Kombination einer Blitzlampe mit einer Vorrichtung zur Relativbewegung erzeugbar ist. Für den cw-Betrieb sind die UVC emittierenden Entladungslampen vorzugsweise als Nieder- oder Mitteldruck-Quecksilberentladungslampen oder als Deuterium-Entladungslampe ausgebildet. Bei den Nieder- oder Mitteldruck-Quecksilberentladungslampen hat es sich als günstig erwiesen, den Quecksilberdampfdruck auch unter hoher Belastung niedrig zu halten. Dies kann geschehen zum einen durch sehr geringe Quecksilber-Beimengung, durch die starke Kühlung eines kleinen Strahlerbereiches, in dem dann das Quecksilber ausfällt und/oder das Einbringen von Amalgamplättchen, an denen sich Quecksilber physikochemikalisch anlagert. Die Adhäsionskräfte sind hier so groß, daß erst bei einer Temperatur um 100° C der optimale Dampfdruck im Entladungsrohr erreicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Trägereinrichtung als Silikonelastomerfolie ausgebildet, in der die Leuchtstoffpartikel eingebettet sind. Dabei erfolgt die Herstellung der Silikonelastomerfolie vorzugsweise durch eine Additionsvernetzung. Durch die wasserfreie und luftdichte Vernet zung der Leuchtstoffpartikel im Silikonelastomer sind diese gut gegen Alterungsprozesse geschützt. Ein weiterer Vorteil der durch Additionsvernetzung hergestellten Silikonpolymere ist, daß diese hydrophob sind, da diese mehr oder weniger aus apolaren Kohlenwasserstoffketten bestehen. Hierdurch ist sichergestellt, daß diese vollständig wasser- und feuchtigkeitsfrei sind und bleiben. Ein weiterer Vorteil der additionsvernetzten Silikonpolymere gegenüber durch Kondensationsvernetzung hergestellten Silikonpolymeren ist deren höheres E-Modul und eine höhere Zerreißfestigkeit. Des weiteren erlauben die Folien eine gute Anpassung an die Lichtquelle. Silikonelastomere sind darüber hinaus ausreichend thermostabil bis zu 250°C und gut UVC durchlässig. Aufgrund der Anordnung der Leuchtstoffe außerhalb des Entladungsraumes ist auch der Einsatz alkalifreier Quarzgläser möglich, was wiederum die Lebensdauer der Entladungslampen erhöht. Alternativ zu dem Silikonpolymer kann die Leuchtstofffolie bzw. Leuchtstoffschicht in ein Fluorpolymer, insbesondere Teflon eingebettet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Silikonelastomer durch ein Verfahren herstellbar, bei dem ein Hydroxylpolydiorganosiloxan mit einem Organohydrogensiloxan unter Zuführung der Leuchtstoffpartikel in kristalliner Form verwendet werden kann. Mittels eines Platinkatalysators ist dann bei Raumtemperatur eine chemische Reaktion erzeugbar, die zu einer vollständigen Vernetzung führt, wobei aufgrund der geringen Prozeßtemperaturen die Leuchtpartikel nicht belastet werden.
Als besonders geeignet hat sich Hydroxylpolydiorganosiloxan aus verschiedenen Polymeren mit einer Mindestviskosität von 1000 Centipoise bei Raumtemperatur erwiesen, wobei das Hydroxyldiorganosiloxan vorzugsweise als Hydroxylpolydimethylsiloxan, dessen Copolymeren, Phenylmethylsiloxan und/oder Polymethyl-3,3,3-Trifluorpropylsiloxan ausgebildet ist.
Das Organohydrogensiloxan ist vorzugsweise als Silikon mit mindestens zwei silikongebundenen Wasserstoffatomen pro Molekül ausgebildet, insbesondere als Homopolymere, Copolymere oder deren Mischungen. Ein Beispiel hierfür ist Vinyl-Siloxan, das zu einem Polyvinylsiloxan unter Bildung von Ethyl-Brücken am Platinkatalysator umgewandelt wird.
Der Platinkatalysator kann aus einem Platinsalz, insbesondere Platinchlorid oder Chlorplatinsäure bestehen, wobei letztere vorzugsweise als Hexahydrat oder in wasserfreier Form verwendet wird.
Die Dicke der Leuchtstofffolie liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 800 μm, wobei die Flächendichte der Leuchtstoffe dabei zwischen 1 und 20 mg/cm² liegt. Besonders vorteilhaft sind Dicken zwischen 100 und 600 μm mit einer Flächendichte zwischen 3 und 6 mg/cm². Die Korngröße der Leuchtstoffpatikel liegt dabei vorzugsweise zwischen 5 und 15 μm.
Die effektive Pulslänge im Pulsbetrieb liegt vorzugsweise zwischen 30 μs und 10 ms, weiter bevorzugt zwischen 30 und 900 μs und besonders bevorzugt zwischen 50 und 500 μs, wobei die Pulsein- und -auszeiten vorzugsweise asymmetrisch sind. Unter effektiver Pulslänge wird dabei die Zeit verstanden, die zwischen Erreichen von 50% der maximalen Leistung bis zum Abfall auf 50% der maximalen Leistung liegt. Im Scan-Betrieb sind die Pulslängen etwas länger und liegen vorzugsweise zwischen 100 und 500 ms. Dies muss dann bei den zu wählenden Bestrahlungsstärken berücksichtigt werden.
Die Bestrahlungsquelle wird im Pulsbetrieb dabei vorzugsweise mit einer Frequenz von 0,01–100 Hz, weiter bevorzugt zwischen 0,1 und 30 Hz und besonders bevorzugt zwischen 1 und 10 Hz getaktet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Bestrahlungsstärke der Bestrahlungspeaks der optischen Pulse größer als 1 W/cm² und kleiner als 10 kW/cm², wobei die Energie eines emittierten Pulses zwischen 0,05 J/cm² und 10 J/cm² beträgt. Die höheren Werte der Bestrahlungsstärke werden dabei vorzugsweise im Pulsbetrieb und die niedrigeren Werte im Scanbetrieb ver wendet. Die Angaben beziehen sich dabei jeweils auf die Oberfläche der Bestrahlungsanordnung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die gemittelte cw-Bestrahlungsstärke eines optischen Pulses zwischen 1 mW/cm² und 1 W/cm².
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Bestrahlungsanordnung eine Einrichtung zur Kühlung einer zu bestrahlenden Fläche zugeordnet. Die Einrichtung kann dabei beispielsweise als Gebläse ausgebildet sein. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auch der Trägereinrichtung, insbesondere der Silikonelastomerfolie eine Kühleinrichtung zugeordnet, um die Wärme abzuführen, was die Lebensdauer der Trägereinrichtung erhöht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der UVB-Bestrahlungsanordnung mindestens ein dichroitischer Filter zur Unterdrückung der Spektralanteile größer als 320 nm und/oder kleiner als 300 nm zugeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der UVB-Bestrahlungsanordnung eine Einrichtung zur inspiratorischen Sauerstoffzufuhr zugeordnet. Diese ist im einfachsten Fall als Sauerstoffflasche mit zugehöriger Mund-Nasen-Maske ausgebildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 einen schematischen Querschnitt durch eine Bestrahlungsanordnung und
2 den Spektralverlauf einer Xe-Blitzlampe mit und ohne Trägereinrichtung mit Leuchtstoffen.
Die Bestrahlungsanordnung 1 umfaßt eine pulsbare UVC-Bestrahlungsquelle 2, die vorzugsweise als Xe-Blitzlampe ausgebildet ist. Die Bestrahlungsquelle 2 ist in einem Brennpunkt eines Paraboloid-Reflektors 3 angeordnet, der an der dem Brennpunkt abgewandten Seite offen ist. Die Austrittsfläche am offenen Ende des Paraboloidreflektors 3 wird durch eine vorzugsweise verstellbare Blende 4 definiert. Durch die verstellbare Blende 4 kann somit die Größe der zu bestrahlenden Fläche angepaßt werden. Die Bestrahlungsquelle 2 und der Paraboloid-Reflektor 3 sind in einem Gehäuse 5 angeordnet. Das Gehäuse 5 ist vorzugsweise mit einem Handstück 6 ausgebildet, mittels dessen die Bestrahlungsanordnung 1 einfach auf eine zu behandelnde Fläche 7 aufsetzbar ist. Zwischen der Bestrahlungsquelle 2 und der zu behandelnden Fläche 7 ist eine Leuchtstofffolie 8 angeordnet, die mit Leuchtstoffpartikeln dotiert ist. Die Leuchtstofffolie 8 kann auch unmittelbar im Bereich der Bestrahlungsquelle 2 oder aber über die Blende 4 gespannt sein.
Vorzugsweise ist die Leuchtstofffolie 8 derart angeordnet, daß diese leicht auswechselbar ist. Dies vereinfacht den notwendigen Austausch aufgrund von Alterungsprozessen, aber auch den flexiblen Einsatz von Leuchtstofffolien mit unterschiedlichen Leuchtstoffpartikeln. Des weiteren kann bei äußerer Anordnung der Leuchtstofffolie 8 diese leicht desinfiziert werden. Die elektrischen Anschlüsse und eine Schaltung zur Erzeugung einer variablen Pulsbreite ist hier aus Übersichtsgründen nicht dargestellt.
Die Leuchtstofffolie 8 besteht aus einem Silikonelastomer, die vorzugsweise eine Dicke von ca. 100 μm aufweist und mit anorganischen Leuchtstoffpartikeln dotiert ist, die eine kennzeichnende Linienemission von Gadolinium bei 312 nm aufweisen. Diese anorganischen Leuchtstoffe sind sehr stabil und auch bei hohen Leistungen kaum zu sättigen. Hierdurch wird der Großteil der durch die Bestrahlungsquelle 2 emittierten UVC-Strahlung in den Spektralbereich um 312 nm transformiert, wobei die Restanteile unter 300 nm bzw. oberhalb von 320 nm photobiologisch nahezu vernachlässigbar sind. Insbesondere bei Ausführungsformen mit höheren Gesamtleistungen sollten jedoch die unerwünschten Spektralbereiche herausgefiltert werden. Dabei liegt jedoch das Hauptaugenmerk auf der Filterung der Spektralanteile unter 300 nm, da diese im Vergleich zu den Anteilen größer 320 nm eine um Größenordnungen hö here photobiologische Wirksamkeit aufweisen. Dabei ist auch zu bedenken, daß Filtermaßnahmen meist auch mit einem Verlust der Nutzstrahlung verbunden sind, so daß daher die Anteile größer 320 nm auch mitabgestrahlt werden können.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bestrahlungsanordnung ist die Behandlung von krankhaften Pigmentstörungen wie Vitiligo oder schweren Fällen von Schuppenflechten und Psoriasis.
Bei einer Strahlung von 312 nm beträgt die Erythemschwelle 4% des Maximums bei 300 nm. Gemäß der DIN 5031 ergeben sich je nach Hauttyp Enthemschwellen zwischen ca. 200–450 mJ/cm². Würde man 308 nm verwenden, wäre die Erythemschwelle schon bei einem Drittel der Leistung erreicht. Schuppenflechte ist unter anderem deshalb so schwer zu behandeln, weil die Erythemschwelle im Psoriasis-Plaque um ein Mehrfaches über dem normaler Haut liegt. Bei der Behandlung mit UVB-Excimer-Lasern wurde beobachtet, daß eine Psoriasis-Läsion beispielsweise nach der 15fachen Erythemdosis sonnenbrandähnliche Blasen bildete, jedoch dann dauerhaft abheilte. Übertragen auf das verwandte Spektrum um 312 nm muss man analog auf bis zur 50fachen Erythemdosis gehen, um die gleiche Wirkung zu erzielen. Die 50fache Erythemdosis beträgt jedoch ca. 25 J/cm². Diese Energie muss dann auf beispielsweise 10–100 Pulse aufgeteilt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bestrahlungsquelle 2 nur 10mal gepulst, wobei sich die Behandlungszeit auf ca. 20 s beläuft, was einer Frequenz von 0,5 Hz entspricht. Die Energiedichte beträgt 100 mJ/cm² bei einer effektiven Pulslänge von 200 μs, so daß die Bestrahlungsleistungsdichte bei ca. 500 W/cm² und die gemittelte cw-Leistung bei ca. 50 mW/cm² liegt. Die Bestrahlung wird dann jeweils nach einigen Tagen wiederholt.
Die Bestrahlungsfläche liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 1–1000 cm², weiter vorzugsweise zwischen 5 und 500 cm² und besonders bevorzugt zwischen 10 und 100 cm².
In der 2 sind die Spektralverläufe einer Xe-Blitzlampe mit und ohne Leuchtstoffe im Wellenlängenbereich zwischen 265 und 330 nm dargestellt, wobei der Verlauf a) die Xe-Blitzlampe ohne Leuchtstoffe darstellt. Wie ersichtlich ist der Verlauf fast waagerecht. Im Gegensatz hierzu ist im Verlauf b) mit einer Silikonelastomerfolie bei ca. 100 μm Dicke mit einem anorganischen Gadolinium-Leuchtstoff dargestellt. Wie ersichtlich schneidet die Silikonelastomerfolie einen erheblichen Anteil im Spektralbereich kleiner 300 nm ab, wobei um 312 nm ein extremer Peak auftritt. Durch geeignete dichroitische Filter kann dann der restliche Anteil im Bereich kleiner 300 nm nahezu vollständig abgeschnitten werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass absolut gesehen der Spektralverlauf b) hinsichtlich der Bestrahlungsdosis erheblich niedriger als der der unbehandelten Xe-Blitzlampe ist.

Claims

UVB-Bestrahlungsanordnung, die mindestens ein Maximum ihrer Bestrahlungsstärke im Wellenlängenintervall von 300–320 nm aufweist, umfassend mindestens eine Bestrahlungsquelle, wobei mittels der UVB-Bestrahlungsanordnung eine zeitlich modulierte UVB-Strahlung auf einer Behandlungsfläche erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsquelle (2) als UVC emittierende Entladungslampe ausgebildet ist, der eine außerhalb des Entladungsraumes angeordnete Trägereinrichtung zugeordnet ist, die mit einem Leuchtstoff dotiert ist, der ein Emissionsmaximum im Wellenlängenbereich von 300–320 nm aufweist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff die kennzeichnende Linienemission von Gadolinium bei 312 nm aufweist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff ein mit Gd und Bi aktiviertes Borat der Formel La_1-x-yGd_xBi_yB₃O₆ ist, worin 0,15 ≤ x, 0,001 ≤ y ≤ 0,05 und x + y ≤ 1 ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff ein mit Gd und Pb aktiviertes ternäres Aluminat mit hexagonaler Magnetoplumbitstruktur enthält, das die Zusammenfassung ABC besitzt, worin A zwischen 25 bis 99 Mol% ½ Gd₂O₃, zwischen 1 bis 35 Mol% PbO und gegebenenfalls ½ La₂O₃ darstellt, worin B gleich Al₂O₃ ist und höchsten 20 Mol% des Al₂O₃ durch Sc₂O₃ ersetzt sein kann, und worin C MgO und/oder ZnO darstellt, wobei bis zu 10 Mol% des Al₂O₃ durch eine gleichwertige SiO₂-Menge zusammen mit MgO und/oder Zn und wobei bis zu 70 Mol% von A durch SrO und/oder CaO und gleichzeitig eine gleichwertige Menge von C durch ½ Al₂O₃ ersetzt sein kann, und die Gehalte A, B und C folgende Bedingungen [A] ≥ 0,02; 0,55 ≤ [B] ≤ 0,95 und [C] ≥ ½ [A] erfüllen.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffe ein mit Gd und Pb aktiviertes Silikat von Sr und/oder Ca und von Y und/oder La der Formel (Sr,Ca)_3-pPb_p(Y,La)_2-qGd_qSi₆O₁₈ enthält, worin 0,01 ≤ p ≤ 0,50 und 0,05 ≤ q ≤ 2,0 ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff als Lanthan-Gadolinium-Thulium-Oxidhalogenidleuchtstoff der allgemeinen Formel La_1-y-zOX:Tm³⁺ _y, Gd³⁺ _z ausgebildet ist, wobei X für Chlor und/oder Brom steht und 0,0001 < y < 0,1 und 0,001 < z < 0,3 gilt.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff der allgemeinen Formel (Y_1-xGd_x)₂O₂A genügt, wobei A P₂O₅, B₂O₃ oder 2GeO₂ ist und 0,002 < x < 0,1 gilt.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff mindestens Gadolinium und Praseodym enthält.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff ein Wirtskristall und Aktivierungselemente umfasst, wobei Gadolinium und Praseodym die Aktivierungselemente bilden und das Wirtskristall aus mindestens einem Halogenid der Gruppe der Alkali-Metalle, der Erdalkalimetalle, Yttrium, Lanthanum oder Zink besteht.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff als YF₃:Gd,Pr ausgebildet ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente Bestandteil des Wirtskristalls und das andere Element das Aktivierungselement ist, wobei das Wirtskristall aus mindestens einem Halogenid der Gruppe der Alkali-Metalle, der Erdalkalimetalle, Yttrium, Seltenen Erden, Lanthanum oder Zink besteht.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff als (Y_xGd_1-x)F₃:Pr ausgebildet ist, wobei 0 < x < 1 gilt.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff ein Gemisch von mindestens zwei der vorangegangenen Leuchtstoffe ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsquelle als UVC-Blitzlampe ausgebildet ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die UVC-Blitzlampe als Xe- oder Deuterium-Blitzlampe ausgebildet ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsanordnung Mittel zur Relativbewegung der Bestrahlungsquelle zu einer Behandlungsfläche umfasst.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel als Scan-Vorrichtung ausgebildet sind.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die UVC-Bestrahlungsquelle als Quecksilberniederdruckentladungslampe im Überlastbetrieb ausgebildet ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung als Silikonelastomerfolie ausgebildet ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonelastomerfolie durch eine Additionsvernetzung hergestellt ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonelastomere durch folgendes Verfahren herstellbar ist: a) Mischen eines Hydroxylpolydiorganosiloxans mit einem Organohydrogensiloxan, b) Zuführen von Leuchtstoffpartikeln und c) Erzeugen einer chemischen Reaktion mittels eines Platinkatalysators bei Raumtemperatur.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydroxylpolydiorganosiloxan aus verschiedenen Polymeren mit einer Mindestviskosität von 1000 Centipoise bei 25 °C besteht.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydroxylpolydiorganosiloxan als Hydroxylpolydimethylsiloxan, dessen Copolymeren, Phenylmethylsiloxan und/oder Polymethyl-3,3,3-Trifluorpropylsiloxan ausgebildet ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Organohydrogensiloxan als Silikon mit minde stens zwei silikongebundenen Wasserstoffatomen pro Molekül ausgebildet ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Organohydrogensiloxan aus Homopolymeren, Copolymeren oder deren Mischungen besteht.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Platinkatalysator aus Platinchlorid, Platinsalzen oder Chlorplatinsäure besteht.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Chlorplatinsäure als Hexahydrat oder in wasserfreier Form vorliegt.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonelastomerfolie zwischen 10 bis 800 μm dick ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächendichte der Leuchtstoffe 1–20 mg/cm² beträgt.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der Leuchtstoffpartikel zwischen 5 und 15 μm beträgt.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die effektive Pulslänge zwischen 10 μs und 10 ms oder 100 und 500 ms liegt.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich net, dass die Bestrahlungsquelle (2) im Pulsbetrieb mit einer Frequenz von 0,01–100 Hz getaktet ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsstärke der Bestrahlungspeaks der optischen Pulse größer als 1 W/cm² und kleiner als 10 kW/cm² ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie eines emittierten Pulses zwischen 0,05 und 10 J/cm² beträgt.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die gemittelte cw-Bestrahlungsstärke eines optischen Pulses zwischen 1 mW/cm² und 1 W/cm² liegt.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestrahlungsanordnung (1) eine Einrichtung zur Kühlung der zu bestrahlenden Fläche (7) zugeordnet ist.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UVB-Bestrahlungsanordnung (1) dichroitische Filter zur Unterdrückung der Spektralanteile größer als 320 nm und/oder kleiner als 300 nm zugeordnet sind.
UVB-Bestrahlungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsanordnung eine Einrichtung zur inspiratorischen Sauerstoffzufuhr umfasst.