DE19606396A1 - Sekundär-Spiegelreflektoranordnung zur Lichttherapie und UV-Bestrahlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine medizinische Bestrahlungseinrichtung zur Licht- und UV-Therapie.

Es ist bekannt, daß Licht mit dem Tageslicht vergleichbarer Intensität den Zirkadianrhythmus des Menschen ("Innere Uhr") beeinflußt und aktiv stimmt. Entsprechend der Einwirkung des natürlichen Tageslichtes wird dem Menschen hierbei eine künstlich erzeugte Helligkeit angeboten, die den Leuchtdichten des Tageslichtes entspricht und damit geeignet ist, gleiche Wirkungen wie das Tageslicht beim Menschen hervorzurufen. Insbesondere ist bekannt, daß auf diese Weise Beschwerden behandelt werden können, die auf Tageslichtmangel während der Winterzeit zurückgeführt werden ("Winterdepression").

Zusammenfassend wird über diese Einwirkungen von Ehrenstein in therapeutikon 7, Nr. 6, S. 243 bis 250, Juni 1993 und von Köhler, W.: Symptomatik, Ätiologie und Therapie der Winterdepression, in Forschung und Praxis - Wissenschaftliches Journal der Ärztezeitung 8, Nr. 89, November 1989, S. 4 und von Köhler, W.K. und B. Pflug: Chronobiologie und Depression, in Münchener Medizinische Wochenschrift 133 (1991) Nr. 5, S. 65-68 berichtet.

Es ist ferner bekannt durch Ergänzung des Tageslichtspektrums mit ultravioletter Strahlung im langwelligen Bereich UV-A zwischen 380 und 315 nm und gegebenenfalls Anteilen von UV-B zwischen 315 und 280 nm therapeutische Wirkungen bei verschiedenen Hautkrankheiten wie z. B. Psoriasis, Akne vulgaris, Vitiligo und kosmetische Wirkungen wie Hautbräunung zu erzielen. Hierüber berichten z. B. Dobrusskin, A. und Heider, J. in Tech. Wiss. Abh. OSRAM-Ges. Bd. 12, S. 73-82, Berlin: Springer 1986. Die dem Erfindungsgedanken zugrunde liegende Reflektoranordnung ist bei Betrieb mit Tageslicht-Leuchtstofflampen mit UV-Anteil, UV-Leuchtstofflampen und UV-Strahlern ebenso wie für die Tageslichttherapie geeignet.

Köhler beschreibt (siehe Köhler,W. in "Forschung und Praxis- Wiss. Journal der Ärztezeitung 8, Nr. 89, November 1989, S. 41") zur Behandlung der Winterdepression und zum Erzeugen von tageslichtähnlichen Wirkungen einen Lichtschirm genannten Lichtkasten, der mit mehreren, insgesamt 8 Tageslichtleuchtstofflampen ("L-Lampen") ausgestattet ist. Der Patient befindet sich in etwa 1 m Entfernung vor dem Lichtkasten, schaut direkt im Minutenabstand für jeweils mehrere Sekunden in die L-Lampen hinein. Neben der günstigen therapeutischen antidepressiven Wirkung wird jedoch auch über eine Blendwirkung der voll eingeschalteten L-Lampen vor dunklerem Hintergrund des Lichtkastens und des Raumes berichtet. Dieses Erscheinungsbild entspricht nicht der Betrachtung des gleichmäßig leuchtenden Himmelsgewölbes.

Eine Therapieleuchte gemäß der Offenlegungsschrift DE 44 33 291 A1 vermeidet zwar diese Nachteile dadurch, daß die gesamte dem Patienten dargebotene Fläche der Therapieleuchte mit einer sehr gleichmäßigen Leuchtdichte aufgehellt erscheint und der Behandlungsraum, insbesondere die Rückwand, gegen die die Therapieleuchte betrachtet wird, durch einen indirekten Anteil des Lichtes aufgehellt wird. Diese Therapieleuchte stellt ein Gerät zur Bestrahlung des Patienten z. B. im Praxisraum eines Psychotherapeuten oder einer klinischen Einrichtung dar. Die Anwendung setzt die bewußte Einwilligung des Patienten in eine ärztliche Verordnung oder entsprechende therapeutische Maßnahme voraus. Damit ist der Einsatz dieser Therapieleuchte auf den medizinischen Bereich eingeschränkt.

Neben den eigentlichen medizinischen Anwendungen der Licht- und UV-Therapie gewinnen Freizeiteinrichtungen an Bedeutung, die günstige Einwirkungen der Umweltfaktoren wie Licht und UV mit einem Erlebniswert in einer sogenannten Erlebniswelt verbinden. Der Mensch bewegt sich frei in der Erlebniswelt ohne sich als Patient zu fühlen. Die der Erfindung zugrunde liegende Sekundär- Spiegelreflektoranordnung ermöglicht die Anwendung von Tageslicht und UV-Anteilen mit einer Beleuchtungs- bzw. Bestrahlungsstärke, die den oben definierten Mindestintensitäten entspricht. Diese Sekundär-Spiegelreflektoranordnung vermeidet durch die Trennung von Lichtquellen und Reflektor das Erscheinungsbild einer medizinischen Bestrahlungseinrichtung.

Der Nachteil der direkten Bestrahlung mittels eines Lichtkastens oder der Therapieleuchte nach Offenlegungsschrift DE 44 33 291 A1 wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß ein direkter Einblick des Patienten in die Lampen nicht möglich ist, sondern die Bestrahlung indirekt über einen sogenannten Sekundär- Spiegelreflektor erfolgt. Aus der Beleuchtungstechnik sind Sekundärleuchten zur Allgemeinbeleuchtung von Räumen und Flächen im Freien bekannt (siehe z. B. Siemens-Katalog Technische Innenleuchten S. 5.1 bis 5.8, Antriebs-, Schalt- und Installationstechnik, Geschäftsgebiet Beleuchtungstechnik Siemens AG 1995, Vortragsmeldung Köster und Kah "Neues Beleuchtungskonzept für Bildschirmarbeitsplätze" LiTG Jahrestagung Leipzig 1996) bei denen ebenfalls das Licht der Lampen über einen Hilfsreflektor auf einen zweiten oder mehrere Spiegelreflektor(n) gelenkt und von diesen auf die zu beleuchtende Fläche gelangt, ohne daß die Lampen direkt sichtbar sind. Dabei verteilt(en) der(die) zweite(n) Sekundärreflektor(en) genannte(n) Spiegelreflektor(en) das Licht gleichmäßig über die zu beleuchtende Fläche und ist(sind) dementsprechend mit einer das Licht streuenden Spiegelkontur,eventuell auch weiß-matt ausgeführt. Die Weiterentwicklung gemäß der beanspruchten Erfindung unterscheidet sich grundsätzlich von den genannten Sekundärleuchten dadurch daß das Licht der Tages- oder UV-Lampen durch die besondere beschriebene Ausbildung des Sekundär- Spiegelreflektors auf das Auge des Patienten fokussiert wird. Dabei sind Abstände zwischen Lichtquelle (Lampe und Hilfsreflektor), Sekundär-Spiegelreflektor und Patientenauge frei wählbar um dem Patienten weitgehende Bewegungsfreiheit und Eindruck einer "Erlebniswelt" zu gewähren.

Vorteilhaft ist durch die Fokussierung auch der geringe notwendige Leistungsaufwand, um tageslichtähnliche Beleuchtungs- bzw. Bestrahlungsstärken am Auge des Patienten zu erzielen. Eine indirekte tageslichtähnliche Wirkung in einem Innenraum mit hellen, weißen Wänden würde einen vielfachen, mindestens zehnfachen Leistungsaufwand erfordern.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Sekundär­ spiegelreflektoranordnung zur Licht- und UV-Therapie. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene AB der Fig. 1. Das Auge des Patienten (1) befindet sich im Abstand a nach Fig. 2 von den Schalen (2) (3) des im Ausführungsbeispiel rinnenförmigen Sekundär-Spiegelreflektors. Die Lichtquellen (4) (5) bestehen aus parallel zur Längserstreckung der Sekundär-Spiegelreflektoren (2) (3) angeordneten Leuchtstofflampen (6) (7) deren Lichtstrom in an sich bekannter Weise durch Hilfsreflektoren (8) (9) in Richtung der Sekundär- Spiegelreflektoren gebündelt wird. Dabei befinden sich die Lichtquellen (4) (5) mit ihrem Mittelpunkt im Abstand d von der Mitte der Sekundär-Spiegelreflektorschalen (2) (3) derart, daß mit oder Brennweite f der Sekundär-Spiegelreflektoren (2) (3) gilt 1/f = 1/a + 1/d. Die Länge der Lichtquellen e beträgt dabei wegen der in Längsrichtung der Anordnung nicht möglichen Bündelung für eine Länge c der Sekundär-Spiegelreflektorschalen (2) (3) mindestens e c * (a+d)/a.

Fig. 3 gibt ein Ausführungsbeispiel mit Maßen des in Fig. 1 und 2 beschriebenen Beispiels wieder. Der Abstand des Patienten (1) zum Sekundär-Spiegelreflektor (2) (3) beträgt 1500 mm, die Sekundär- Spiegelreflektorschalen (2) (3) haben Abmessungen 1200 _* 1200 mm entsprechend der erfindungsgemäß mindestens geforderten relativen Größe von b/a und c/a von 0,8. Die Lichtquellen (4) (5) bestehend aus Leuchtstofflampen (6) (7) in den genannten Hilfsreflektoren (8) (9) befinden sich je 700 mm seitlich des Patienten (1) im Abstand von 1000 mm von den Sekundär-Spiegelreflektorschalen (2) (3). Einem Krümmungsradius r von 1200 mm entsprechen damit für eine Brennweite f von 600 mm nach der Beziehung r = 2f für einen sphärischen Reflektor die Abstände a = 1500 mm und d = 1000 mm für die Abbildung der Lichtquellen (4) (5) am Ort des Patientenauges (1). Dabei wird eine gewisse Unschärfe der Abbildung in Kauf benommen und durch eine geringe Streuung der nicht ganz hochglänzend ausgeführten Oberfläche der Sekundär- Spiegelreflektoren (2) (3) noch geförderte um eventuell störende sichtbare Strukturen der Lichtquellen (4) (5), insbesondere im Beispiel der Leuchtstofflampen (6) (7) und der Hilfsreflektoren (8) (9) aufzulösen. Die Länge der Lichtquellen (4) (5) beträgt im Beispiel nach Fig. 3 mindestens 2000 mm, d. h. in der Praxis je zwei Leuchtstofflampen von 1200 mm Länge als Lichtquellen (4) und (5) für eine Länge c = 1200 mm der Sekundär-Spiegelreflektoren (2) (3). Die gesamte Anordnung nach Fig. 3 kann beispielsweise vertikal in einem sonst beliebig ausgestattetem hellem Raum für den sitzenden Patienten (1) angeordnet sein, horizontal über dem liegenden Patienten beispielsweise über einer Ruhebank in einem Solarium.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung einer Mehrzahl von Sekundär-Spiegelreflektoren (10) in einer quadratischen Anordnung, wobei je vier Sekundär-Spiegelreflektoren (10) von einer punktartigen Lichtquelle (11), vorzugsweise Halogen-Metalldampfhochdrucklampen in Scheinwerfern zur Bündelung des Lichtes der Hochdrucklampen in Richtung der sphärisch­ rotationssymmetrisch ausgeführten Sekundär-Spiegelreflektoren (10) ausgeleuchtet werden. Die Brennweite f der Sekundär- Spiegelreflektoren (10) ist dabei so gewählt, daß für die Abstände des Patientenauges (1) von den jeweiligen Mittelpunkten der Sekundär-Spiegelreflektoren (10) und den korrespondierenden Abständen der Lichtquellen (11) die genannte Abbildungsgleichung erfüllt, d. h. die Lichtquellen (11) am Ort des Auges (1) abgebildet werden. Dabei wird wie auch beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, 2 und 3 durch eine leicht streuende Oberfläche der Teilreflektoren (10) des Sekundär- Spiegelreflektors eine eventuell störende sichtbare Struktur der Lichtquellen (11) aufgelöst.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, das einen Nachteil der Ausführung nach Fig. 1, 2 und 3 vermeidet. Bei oder rinnenförmigen Ausbildung des Sekundär-Spiegelreflektors (2) (3) ist zur vollen Ausleuchtung des Sekundär-Spiegelreflektors, gesehen vom Auge (1) des Patienten wie genannt eine Länge der Lichtquellen (4) (5) von mindestens 2000 mm erforderlich. Eine bessere Bündelung des Lichtes in Richtung zum Auge (1) wird erreicht durch eine parabolische Krümmung des Sekundär- Spiegelreflektors (2) (3) in Längsrichtung parallel zur Längserstreckung der Lichtquellen (4) (5). Da bei der Größe des Sekundär-Spiegelreflektors - im Beispiel 1200 _* 1200 mm - ein Tiefzieh-Werkzeug sehr aufwendig ist, andererseits eine exakte Abbildung der Lichtquellen am Auge (1) nicht gefordert wird reicht eine Stufung des Sekundärreflektors in Annäherung an den parabolischen/sphärischen Querschnitt nach Fig. 5 in Form ebener Stufen (12) (13) (14) aus, die wie im Querschnitt CD Fig. 5 in Fig. 6 als Beispiel vermaßt sind in die Ebene des Sekundär- Spiegelreflektors (2) (3) gelegt sind. Für eine Länge des mittleren ebenen Spiegelteils (12) in Fig. 5 und Fig. 6 reicht eine Länge von 800 mm der Lichtquellen (4) (5) für die volle Ausleuchtung aus. Vorteilhaft ist eine Ausbildung des Sekundär- Spiegelreflektors mit den Stufen (12) (13) (14) mittels quer und längs angeordneten Schablonen hinter dem Sekundär- Spiegelreflektor.

Hilfreich für die Regelung der Beleuchtungs- oder UV-Bestrahlungsstärke am Auge (1) oder am Patienten kann vorzugsweise bei Leuchtstofflampen eine elektronische Lichtsteuerung mittels dimmbarer elektronischer Vorschaltgeräte in man sich bekannter Weise sein. Bei Halogen-Hochdrucklampen in Scheinwerfern kommt Lichtstreuung durch streuende Abschlußgläser und/oder Filterung in Frage.

Da die Fläche der Lichtquellen (4) (5) oder (11) auch flächenhaft am Auge des Patienten (1) abgebildet wird kann die Bewegungsfreiheit des Patienten oder die bestrahlte Fläche am Orte (1) bei annähernd gleichen Werten der Berleuchtungs- oder UV-Bestrahlungsstärken vergrößert werden, wenn eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Lichtquellen (4) (5) oder Scheinwerfern (11) größeren Durchmessers verwendet werden.

Mit der Erfindung wird gegenüber dem Stand der Technik mit direkten Bestrahlungsgeräten der Vorteil erzielt, daß dem Patienten nicht bewußt wird, daß er aus therapeutischen Gründen bestrahlt wird. Die Sekundär-Spiegelreflektoranordnung ist Bestandteil des im übrigen beliebig ausgestatteten Raumes, die zur Bestrahlung erforderlichen Lichtquellen sind für den Patienten verdeckt und nicht einsehbar angeordnet, ihre eventuell störende sichtbare Struktur aufgelöst. Der Aufwand an installierter Leistung der Lichtquellen ist im Vergleich zu einer Allgemeinbeleuchtung von Innenräumen mit Tageslicht- Beleuchtungsniveaus geringfügig.

Claims (9)

1. Sekundär-Spiegelreflektoranordnung zur Licht- und UV-Therapie bestehend aus getrennt und entfernt voneinander angeordneter Lichtquelle (4) oder Lichtquellen (4) (5) (11) und Sekundär- Spiegelreflektor (2) oder Sekundär-Spiegelreflektoren (2) (3) (10) oder einer Mehrzahl von Lichtquellen und Sekundär- Spiegelreflektoren dadurch gekennzeichnet daß die ein bis mehreren Sekundär-Spiegelreflektorsegmente (2) (3) (10) (12) (13) (14) in mindestens einem bis mehreren Querschnitten oder rotationssymmetrisch parabolisch gekrümmt sind und mit der Brennweite f die Lichtquellen (4) (5) (11) gemäß der Beziehung 1/f=1/a + 1/d am Auge (1) des Patienten abbilden und die gesamte von den Sekundär-Spiegelreflektorsegmenten ausgefüllte Fläche mindestens Abmessungen b,c im Verhältnis zum Abstand a des Auges (1) von b/a, c/a von 0,8 aufweist und die Symmetrieachsen der Sekundär-Spiegelreflektorsegmente die Winkelhalbierende zwischen der Richtung des von den Lichtquellen (4) (5) (11) einfallenden Lichtes und der Richtung zum Auge (1) bilden.

2. Sekundär-Spiegelreflektoranordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Sekundär-Spiegelreflektorsegmente (2) (3) rinnenförmig mit parabolischem Querschnitt ausgeführt sind und die Lichtquellen (4) (5) linienförmig vorzugsweise Leuchtstofflampen (6) (7) in rinnenförmigen Hilfsreflektoren (8) (9) sind und die Länge e der Lichtquellen mindestens gleich oder größer als c _* (a+d)/a ist.

3. Sekundär-Spiegelreflektoranordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Sekundär-Spiegelreflektorsegmente (12) (13) (14) rinnenförmig jedoch mit einer Neigung der einzelnen ringförmig ausgebildeten in sich ebenen Spiegelstreifen (12) (13) (14) der parabolischen Kontur mit der Brennweite f angepaßt sind derart daß die Länge der Lichtquellen (4) (5) erheblich verkürzt gegenüber der Anordnung nach Anspruch 2 ist.

4. Sekundär-Spiegelreflektoranordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß eine Mehrzahl von vorzugsweise rotationssymmetrisch parabolisch ausgebildeten Spiegelsegmenten (10) die punktartigen Lichtquellen (11) am Auge (1) abbildet.

5. Sekundär-Spiegelreflektoranordnung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, 3, 4 dadurch gekennzeichnet daß die Lichtquellen (4) (5) (11) mehrfach flächig nebeneinander angeordnet und/oder in ihrer Ausdehnung quer zur Ausstrahlungsrichtung vergrößert ausgeführt sind.

6. Sekundär-Spiegelreflektoranordnung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, 3, 4 dadurch gekennzeichnet daß die parabolischen Querschnitte durch Kreisbögen vom Radius r = 2f angenähert ausgeführt werden.

7. Sekundär-Spiegelreflektoranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet daß die Oberfläche der Sekundär- Spiegelreflektoren schwach streuend ausgeführt ist.

8. Sekundär-Spiegelreflektoranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Anordnung von Sekundär- Spiegelreflektoren und Lichtquellen in beliebiger räumlicher Orientierung vorzugsweise in Art eines Horizontes vertikal oder in Art einer Nachbildung des Himmelsgewölbes horizontal ausgeführt ist.

9. Sekundär-Spiegelreflektoranordnung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, 3, 4 dadurch gekennzeichnet daß die Lichtquellen vorzugsweise Leuchtstofflampen in ihrem Lichtstrom regelbar betrieben werden.