Vorrichtung zum Bestrahlen von lebendem Gewebe
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestrahlen von lebendem Gewebe mit einer im Brennpunkt eines Hohlsp)egels angeordneten Strahlungsquelle erster Art, die eine im wesentlichen monochromatische Strahlung im Hellorangebereich und eine IR-Strahlung abgibt.
Es sind bereits Bestrahlungslampen bekannt, die neben weissem Licht eine nahezu reine Infrarotstrahlung liefern, wobei s ah diese Strahlung aus dem Glaskolben des Infrarotstrahlers entweder geradlinig oder diffus verbreitet. Das Eindringvermögen reiner IR-Strahlung in lebendes Gewebe beträgt 1-2 mm. Diese Strahlung stellt ausserdem für die Gewerbeoberfiäche eine starke Belastung dar, die in kurzer Zeit zu Verbrennungen führen kann. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die dafür verwendeten Wolframfadenlampen einen gewissen Anteil an direkter Wärme strahlung liefern, die aber infolge ihrer spektralen Zusammensetzung nicht gewebefreundlich ist und auch kein grosses Eindringvermögen besitzt.
Die mit dem sichtbaren Licht zugeführten Wärmestrahlen können damit in erheblichem Masse zu einem Erythem führen. Bei diesen Strahlungsquellen ist es daher üblich, Filter verschiedener Färbungen vorzuschalten, um überhaupt einen therapeutischen, physiologischen und psychologischen Effekt erzielen zu können.
Will man beispielsweise eine Augenbehandlung durchführen, so stösst dies mit derartigen Strahlern auf Schwierigkeiten, da diese Strahlung die Hornhaut nur bei grosser Strahlungsintensität durchdringen kann, was aber bereits auf der Hornhautoberfläche zu Verbrennungen führt. Das gleiche trifft auch für eine IR-Strahlung zu, deren Eindringvermögen noch geringer ist als das derj!e- nigen Strahlen, die sich aus weissem Licht und Wärmestrahlen zusammensetzt.
Weiterhin sind bereits Vorrichtungen zum Bestrahlen von lebendem Gewebe bekannt, die eine im wesentlichen monochromatische Strahlung im Bereich zwischen 585 und 650 m, b abgeben. Das wesentliche an dieser Art von Strahlungsquellen besteht darin, dass der Anteil an Infrarotstrahlung des verwendeten Strahlers relativ klein ist. Eine weitere Eigenart der bekannten Strahlungsquelle besteht darin, dass die monochromatische Strahlung gewissermassen als Träger wirkt und damit ein stufenweises tieferes Eindringen der Wärmestrahlung in Zonen des bestrahlten Gewebes ermöglicht, die durch einfache Infrarotstrahlung Licht mehr erreicht werden können.
Diese Strahlung löst dann im Gewebe eine kräftige Hyperämie aus. Die Eindringtiefe einer solchen Strahlung beträgt bis zu 3 cm oder mehr. Dabei dringt die Strahlung in etwa 6 Minuten 1 om ein. Die Farbe dieser Strahlung liegt zwischen gelb und orange.
Es hat sich dabei gezeigt, dass insbesondere eine Strahlung von 600 m, u besonders gewebefreundlich ist und damit leichter in das Gewebe eindringen kann, wobei die überlagerte Wärmestrahlung schrittweise in das Gewebe hineingetragen wird. Dies geht dabei so vor sich, dass jeweils eine Gewebeschicht durch die mit der monochromatischen Strahlung mitgeführte IR-Strahlung aufgeschlossen wird, so dass sie anschliessend von der monochromatischen Strahlung durchdrungen werden kann, die dann die mitgeführte Wärmestrahlung an die nächsttiefere Schicht abgibt.
Der Erfindung liegt nunmehr der Gedanke zugrunde, diese zur Bestrahlung von Gewebe verwendeten Bestrah lungslampen noch weiter zu verbessern. Es wird daher gemäss der Erfindung vorgeschlagen, innerhalb des Hohispiegeis zwei Strahler als Strahlungsquelle zweiter Art anzuordnen, die beide nur bei eingeschalteter Strahlungsquelle erster Art einschaltbar sind, das Ganze derart, dass der zweite Strahler nur einschaltbar ist und in Betrieb sein kann, wenn der erste Strahler eingesohaltet und in Betrieb ist. Mit dieser Bestrahlungslampe lassen sich bereits eine ganze Reihe von Behandlungen Idurchführen.
Durch die zuerst erfolgende monochromatische Strahlung mit stufenweise tiefer eindringender IR-Strah lung und damit Erwärmung der tiefer gelegenen Teile des Gewebes tritt neben der Hyperämie auch eine katalytische Wirkung ein. Diese aber ist eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass eine Uv-Strahlung bereits zu Beginn der Gesamtbehandlung wirksam und zudem auch länger appliziert werden kann, um ihre therapeutische physiologische Wirkung auszuüben, ohne dabei zu den sonst auftretenden Schäden zu führen. Die UV-Bestrahlung kann dabei bereits zu Beginn der Behandlung auf ein mehrfaches der bisher bekannten üblichen Zeiten gesteigert werden. Nach Abschaltung der UV-Strahlung wird durch die daran anschliessende Weiterbestrahlung mit monochromatischer Strahlung mit IR-Anteil die Lymphe weiterhin im Fluss gehalten.
Damit kann aber die Bestrahlung mit einer gemäss der Erfindung aufgebauten Vorrichtung zur Bestrahlung von lebendem Gewebe etwa der Bestrahlung angenähert werden, die bei Aufenthalt im Hochgebirge an einem Tage auf den menschlichen Körper einwirkt.
Wie ein Versuch an einer blühenden Pflanze gezeigt hat ging die Blüte bei Beginn der Bestrahlung allmählich auf und war während der Dauer der vollen Bestrahlung mit monochromatischem Licht mit IR-Anteil und UV Strahlung geöffnet und schloss sich nach Abschaltung der UV-Strahlung allmählich wieder. Damit ist gezeigt, dass sich mit dieser neuen Strahlungsquelle ähnliche Verhältnisse, wie bei Bestrahlung durch Sonnenlicht erreichen lassen. Es wurde dabei festgestellt, dass mit der neuen Bestrahlungsvorrichtung eine Wirkung in der Regel schon nach 3 Bestrahlungen eintritt, während bei bisher bekannten Bestrahlungseinrichtungen mindestens
6-8 Bestrahlungen notwendig waren.
Durch das gleichzeitige Ausstrahlen der Spektren der eingeschalteten Röhren und des Brenners wird erreicht, dass der sichtbare Teil der von einem Quarzbrenner insgesamt ausgestrahlten Strahlung, der die Verbrennungen und Hautschädigungen verursacht, Dadurch das gleichzeitige Ausstrahlen der Hellorgane-Strahlen mit ca. 585 bis 655 m, in der schädlichen Wirkung eliminiert wird.
Andererseits bleibt der unsichtbare Teil dieser Strahlung erhalten und wirksam.
Zur Verdeutlichung sei ein typischer Bestrahlungs verlauf mit der erfindungsgemässen B estrahlungsvorrich- tung angegeben, der sich in drei Abschnitte unterteilt:
1. 10-12 Minuten monochromatische Strahlung + IR
2. 2-8 Minuten monochromatische Strahlung + IR + EV
3. 6-8 Minuten monochromatische Strahlung + IR.
Es hat sich ausserdem gezeigt, dass bestimmte Wellenlängen der Dornostrahlung, d. h. des UV-Berei- rohes die Bildung bestimmter Fermente in der Lymphe fördern, dass aber beispielsweise für die Behandlung von
Carzinomen diese Strahlung allein nicht ausreicht. Die normale Zelle ist sauersboffaktiv, während die vom
Carzinom befallenen Zellen zurückmutieren können.
Dieser Mutation kann man durch Bildung von Hormonen und Fermenten etugegenwirken. Es ist also mit eine Aufgabe der Erfindung, die zur Gewebebestrahlung verwendeten Bestrahlungslampen nicht nur für die bereits angegebene Behandlung brauchbar zu machen sondern auch zur Bestrahlung von lebendem Gewebe soweit zu verbessern, dass sie sich auch zur Frühsbehand- lung und insbesondere postoperativen Behandlung maligner Erkrankungen eignet.
Dies ist ein ganz wesentli oher Vorteil der mit zwei Uv-Strahlern innerhalb des Hohispiegels ausgerüsteten Bestrahlungslampe, die nur bei geingesohalteter Strahlungsquelle erster Art und dann nur nacheinander eine und abschaltbar sind. Dadurch ist eine stufenweise Applikation der verschiedenen Strahlungen möglich.
Vorteilhafterweise ist die Bestrahlungslampe so aufgebaut, dass dann, wenn die Strahlungsquelle erster Art im Brennpunkt eines Parabolspiegels angeordnet ist, die UV-Strahler auf der Achse des Paraboispiegels parallel nebeneinander liegend vor dem Strahler der ersten Art angebracht und gegen diesen durch eine Blende abgeschirmt sind.
Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn man als Strahlungsquelle der ersten Art eine Kohlefadenlampe verwendet, die bei einer Temperatur des Kohlefadens von etwa 1600 "C eine etwa monochromatische Strahlung von einer Wellenlänge zwischen 585 und 655 my mit einem kleinen Anteil an IR-Strahlung liefert. Dabei besteht die Kohlefadenlampe vorteilhafterweise aus einem gesockelten Kristallglaskolben, in dem ein mehrfach gewendelter und abgestützter Kohlefaden in einem extrem hohen Vakuum angebracht ist. Dabei wird man die Anordnung zweckmässig derart treffen, dass die Wendel der Kohlefadenlampe senkrecht zur Achse des Hohlspiegels verläuft.
Weiter kann die Achse der Wendel der Kohlefadenlampe parallel zur Achse des Hohispiegels verlaufen und vorzugswleise mit dieser zusammenfallen, wodurch sich eine jetwa um 3 O0/o erhöhte Lichtausbeute ergibt. Dabei sind natürlich die vor der Kohlefadenlampe angebrachten UV-Strahlungsquellen gegen die Kohlefadenlampe abgeschirmt.
Gemäss einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung, die sich besonders gut für die Frühbehandlung und postoperative Behandlung maligner Er krankungen eignet, geben die beiden Brenner in verschiedenen Bereichen des Uv-Spektrums Strahlung ab. Vorzugsweise liegt der Strahlungsbereich des ersten UV-Strahlers bei grösseren Wellenlängen als der Strahlungsbereich des zweiten UV-Strahlers. Insbesondere liegt dabei die Strahlung des ersten UV-Strahlers im UV- B-Bereich (Dorno-Strahlung) und die Strahlung des zweiten W-Strahlers im UV-C-Bereich.
DIe Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher beschrieben.
In der Zeichnung ist ein Parabolspiegel 1 gezeigt, der in seiner Mitte einen Ansatz 2 mit darin angebrachter Fassung 3 trägt, in der eine Kohlefadenlampe 4 eingeschraubt ist, deren Wendel 5 zur besseren Halterung auf zwei zusätzlichen Stützen 6 angebracht ist. Der Kristallglaskolben der Kohlefadenlampe trägt vorne eine Mattierung 7. Innerhalb des Hohlspiegels sind zwei nebeneinander liegende Steckverschraubungen 8 (nur eine dargestellt) angebracht, in die je ein Brenner 9 eingesetzt ist, wobei in der Zeichnung (Seitenansicht) nur der eine der beiden Brenner zu sehen ist.
An der einen Ider beiden Bajonettfassungen 8 ist eine Abschirmhalte- rung 10 mit Abschirmung befestigt, die aus zwei Platten 10a und lOb besteht, die in einem Abstand voneinander gehalten und breit genug sind, um beide Strahler gegenüber der Kohlefadenlampe abzuschirmen. Die Platte 10b ist dabei auf der der Lampe zugekehrten Seite verspiegelt und reflektiert die im toten Winkel des Parabolspiegels noch vorhandene Strahlung zurück in den Parabolspiegel, was eine grössere Strahlungsausbeu- te ergibt. Damit werden auch die durch die doppelte Halterung 10a verursachten Verluste kompensiert.
Vorzugswe se wird man zwischen der Platte 10a, die auf der den Uv-Brennern zugewandten Seite eine diffusreflektierende Oberfläche aufweist und dem reflektierenden Spiegel 10b lediglich einen Hohlraum vorsehen, obwohl auch ein wärmedämmendes Material verwendet werden kann. Dadurch wird die am Spiegel auftretende Temperatur um ca. 3040 OC abgesenkt.
Damit wird erreicht, dass die zum e. nwandfreien Zünden des Uv-Brenners erforderliche Temperatur nicht überhöht wird, Ida eine solche einen kritischen Wert übersteigende Temperaturerhöhung Zündschwierigkeiten ergibt und die Lebensdauer der Brenner wesentlich verringert.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Zeitfolgesohalter vorgesehen, bei dem die Schaltfolge derart festgelegt ist, dass sich der zweite UV Strahler immer nur nach dem ersten Uv-Strahler und der erste Strahler immer nur nach dem IR-Strahler einschalten lässt, während die Abschaltung genau umgekehrt verläuft. Dabei sind vorteilhafterweise die Zeitintervalle zwIschen den Einschaltzeitpunkten der einzelnen Strahler und den Abschaltzeitpunkten der einzelnen Strahler sowie auch die Dauer des Gesamtprogrammes der Bestrahlung einstellbar.
Ferner ist es möglich, die Stärke des durch einen der beiden oder beide UV- Brenner fliessenden Stromes schaltbar zu verändern, beispielsweise zu verringern oder zu erhöhen. Dies kann von besonderer Bedeutung sein, Ida man nämlich durch die Verringerung des den Brenner durchfliessenden Stromes die Frequenz der wirksamen Strahlung des Brenners nach kurzwelligeren Rosonanzlinien hin verschieben kann.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn man den Frequenzbereich oder Sp ektrallinienbereich des ersten UV-Strahlers im UV-B-Bereich zwischen 339 und 257 m, wählt und die Strahlung des zweiten UV4trahlers Im UV-C-Bereich zwischen 315 und 248 m, u wählt. Es hat sich nämlich gezeigt, dass gerade die in diesen Bereichen liegenden hochwirksamen Spektrallinien, insbesondere dann, wenn sie entsprechend der angegebenen Folgeschaltung nacheinader durch Strahlung auf das Gewebe zur Einwirkung gebracht werden, bei entstehenden Carzinomen sowie bei postoperativer Behandlung maligner Erkrankungen eine gute therapeutische Wirkung auszu üben vermögen.
Selbstverständlich kann die neue Bestrahlungsvorrichtung auch so benutzt werden, dass man zwei gleichartige Brenner in die Halterung einsetzt, so dass beim Bestrahlungsrhytmus in der Mitte des Bestrahlungszeitraumes die Intesität der UV-Strahlung etwa verdoppelt wird.
Damit ist eine wesentlich verbesserte Vorrichtung zum Bestrahlen von lebendem Gewebe geschaffen worden, mit der eine noch wirksamere Bestrahlung durchführbar ist, die dem Strahiungscharakter eines sonnigen Tages im Hochgebirge noch besser angenähert werden kann.
Device for irradiating living tissue
The invention relates to a device for irradiating living tissue with a radiation source of the first type which is arranged at the focal point of a concave mirror and which emits essentially monochromatic radiation in the light orange range and IR radiation.
Irradiation lamps are already known which, in addition to white light, provide almost pure infrared radiation, this radiation being spread either linearly or diffusely from the glass bulb of the infrared radiator. The penetration power of pure IR radiation into living tissue is 1-2 mm. This radiation is also a heavy burden for the commercial surface, which can lead to burns in a short time. This is due to the fact that the tungsten filament lamps used for this provide a certain amount of direct heat radiation, which, however, due to its spectral composition, is not tissue-friendly and also does not have a high penetration capacity.
The heat rays supplied with visible light can therefore lead to a considerable extent to erythema. In the case of these radiation sources, it is therefore customary to connect filters of different colors in order to be able to achieve a therapeutic, physiological and psychological effect at all.
If, for example, an eye treatment is to be carried out, difficulties are encountered with such emitters, since this radiation can only penetrate the cornea with high radiation intensity, which, however, already leads to burns on the corneal surface. The same also applies to IR radiation, the penetration capacity of which is even less than that of the other rays, which are composed of white light and heat rays.
Furthermore, devices for irradiating living tissue are already known which emit essentially monochromatic radiation in the range between 585 and 650 m, b. The essential thing about this type of radiation source is that the proportion of infrared radiation from the radiator used is relatively small. Another peculiarity of the known radiation source is that the monochromatic radiation acts to a certain extent as a carrier and thus enables the thermal radiation to gradually penetrate deeper into zones of the irradiated tissue that can be more easily reached by simple infrared radiation.
This radiation then triggers severe hyperemia in the tissue. The penetration depth of such radiation is up to 3 cm or more. The radiation penetrates 1 om in about 6 minutes. The color of this radiation is between yellow and orange.
It has been shown that, in particular, a radiation of 600 m, u is particularly tissue-friendly and can therefore penetrate the tissue more easily, the superimposed thermal radiation being gradually carried into the tissue. This is done in such a way that one layer of tissue is opened up by the IR radiation carried along with the monochromatic radiation, so that it can then be penetrated by the monochromatic radiation, which then emits the carried thermal radiation to the next lower layer.
The invention is now based on the idea of improving these radiation lamps used for irradiating tissue even further. It is therefore proposed according to the invention to arrange two radiators as a radiation source of the second type within the Hohispiegeis, both of which can only be switched on when the radiation source of the first type is switched on, the whole in such a way that the second radiator can only be switched on and can be in operation when the first Emitter included and in operation. A whole series of treatments I can be carried out with this radiation lamp.
The first monochromatic radiation with gradually deeper penetrating IR radiation and thus heating of the deeper parts of the tissue also has a catalytic effect in addition to the hyperemia. However, this is an essential prerequisite for UV radiation to be effective at the beginning of the overall treatment and also to be applied for a longer period in order to exert its therapeutic physiological effect without causing the damage that would otherwise occur. The UV irradiation can be increased to a multiple of the previously known customary times at the beginning of the treatment. After switching off the UV radiation, the subsequent further irradiation with monochromatic radiation with an IR component keeps the lymph flowing.
In this way, however, the irradiation with a device constructed according to the invention for irradiating living tissue can be approximated to the irradiation that acts on the human body for one day when staying in high mountains.
As a test on a flowering plant has shown, the flower gradually opened at the beginning of the irradiation and was open for the duration of the full irradiation with monochromatic light with an IR component and UV radiation and gradually closed again after the UV radiation was switched off. This shows that with this new radiation source, conditions similar to those achieved with irradiation by sunlight can be achieved. It was found that with the new irradiation device an effect occurs as a rule after 3 irradiations, while at least with previously known irradiation devices
6-8 irradiations were necessary.
The simultaneous emission of the spectra of the switched on tubes and the burner ensures that the visible part of the total radiation emitted by a quartz burner, which causes the burns and skin damage, thus the simultaneous emission of the light organs rays with approx. 585 to 655 m, in the harmful effect is eliminated.
On the other hand, the invisible part of this radiation is retained and effective.
For clarification, a typical course of irradiation with the irradiation device according to the invention is given, which is divided into three sections:
1. 10-12 minutes of monochromatic radiation + IR
2. 2-8 minutes of monochromatic radiation + IR + EV
3. 6-8 minutes of monochromatic radiation + IR.
It has also been shown that certain wavelengths of the thorn radiation, i.e. H. of the UV-Berei- promote the formation of certain ferments in the lymph, but that for example for the treatment of
Carcinomas this radiation alone is not enough. The normal cell is oxygen-active, while the vom
Carcinoma-affected cells can mutate back.
This mutation can be counteracted by the formation of hormones and ferments. It is therefore an object of the invention to make the irradiation lamps used for tissue irradiation not only useful for the treatment already mentioned but also to improve the irradiation of living tissue to such an extent that they are also suitable for early treatment and especially postoperative treatment of malignant diseases .
This is a very important advantage of the irradiation lamp equipped with two UV radiators within the hollow mirror, which can only be switched off and then switched off only when the radiation source of the first type is maintained and then only one after the other. This enables the various radiations to be applied in stages.
The irradiation lamp is advantageously constructed in such a way that when the radiation source of the first type is arranged at the focal point of a parabolic mirror, the UV emitters are attached parallel to one another on the axis of the parabolic mirror in front of the emitter of the first type and are shielded from them by a screen.
It is particularly advantageous if a carbon filament lamp is used as the radiation source of the first type, which delivers approximately monochromatic radiation of a wavelength between 585 and 655 my with a small proportion of IR radiation at a temperature of the carbon filament of about 1600 "C The carbon filament lamp advantageously consists of a capped crystal glass bulb in which a multiple coiled and supported carbon filament is attached in an extremely high vacuum. The arrangement is expedient in such a way that the filament of the carbon filament lamp runs perpendicular to the axis of the concave mirror.
Furthermore, the axis of the filament of the carbon filament lamp can run parallel to the axis of the hollow mirror and preferably coincide with it, which results in a light yield that is now about 30% higher. The UV radiation sources attached in front of the carbon filament lamp are of course shielded from the carbon filament lamp.
According to a particularly favorable embodiment of the invention, which is particularly suitable for the early treatment and post-operative treatment of malignant diseases, the two burners emit radiation in different regions of the UV spectrum. The radiation range of the first UV radiator is preferably at greater wavelengths than the radiation range of the second UV radiator. In particular, the radiation from the first UV radiator is in the UV-B range (Dorno radiation) and the radiation from the second W radiator is in the UV-C range.
The invention will now be described in more detail using a preferred exemplary embodiment in conjunction with the accompanying drawings.
In the drawing, a parabolic mirror 1 is shown, which has in its center an attachment 2 with a socket 3 mounted therein, in which a carbon filament lamp 4 is screwed, the filament 5 of which is mounted on two additional supports 6 for better support. The crystal glass bulb of the carbon filament lamp has a matt finish 7 at the front. Inside the concave mirror, two push-in screw connections 8 (only one shown) are attached, each of which has a burner 9, whereby only one of the two burners can be seen in the drawing (side view) is.
On one of the two bayonet sockets 8 a shielding holder 10 with a shield is attached, which consists of two plates 10a and 10b which are kept at a distance from one another and are wide enough to shield both emitters from the carbon filament lamp. The plate 10b is mirrored on the side facing the lamp and reflects the radiation still present in the blind spot of the parabolic mirror back into the parabolic mirror, which results in a greater radiation yield. This also compensates for the losses caused by the double holder 10a.
Preferably one will only provide a cavity between the plate 10a, which has a diffusely reflecting surface on the side facing the UV burners, and the reflecting mirror 10b, although a heat-insulating material can also be used. This lowers the temperature on the mirror by approx. 3040 OC.
This ensures that the e. The temperature required to ignite the Uv burner without a problem is not excessive, because such a temperature increase exceeding a critical value results in ignition difficulties and significantly reduces the service life of the burner.
According to a special embodiment of the invention, a timing sequence holder is provided in which the switching sequence is set in such a way that the second UV lamp can only be switched on after the first UV lamp and the first lamp only after the IR lamp, while the switch-off runs exactly the other way around. The time intervals between the switch-on times of the individual radiators and the switch-off times of the individual radiators, as well as the duration of the overall irradiation program, can advantageously be set.
It is also possible to change the strength of the current flowing through one of the two or both UV burners in a switchable manner, for example to reduce or increase it. This can be of particular importance, because by reducing the current flowing through the burner, the frequency of the effective radiation from the burner can be shifted towards shorter-wave pink resonance lines.
It is particularly advantageous if you select the frequency range or spectral line range of the first UV radiator in the UV-B range between 339 and 257 m, and the radiation of the second UV4 radiator in the UV-C range between 315 and 248 m, u chooses. It has been shown that it is precisely the highly effective spectral lines located in these areas, especially when they are brought into action one after the other by radiation on the tissue according to the specified sequential circuit, to have a good therapeutic effect in the case of carcinomas and in the postoperative treatment of malignant diseases be able to practice.
Of course, the new irradiation device can also be used in such a way that two burners of the same type are inserted into the holder, so that the intensity of the UV radiation is roughly doubled when the irradiation rhythm is in the middle of the irradiation period.
A significantly improved device for irradiating living tissue has thus been created, with which an even more effective irradiation can be carried out, which can be more closely approximated to the radiation character of a sunny day in the high mountains.