DE2559610C2

DE2559610C2 - Bräunungsgerät zur flächenhaften UV-Bestrahlung

Info

Publication number: DE2559610C2
Application number: DE19752559610
Authority: DE
Inventors: Friedrich 6000 Frankfurt Wolff
Original assignee: Wolff System Service 6000 Frankfurt De GmbH; Wolff System Service 6000 Frankfurt GmbH
Current assignee: Wolff System 7800 Freiburg De GmbH
Priority date: 1975-08-26
Filing date: 1975-08-26
Publication date: 1985-04-11
Also published as: DE2559610A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bräunungsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Bräunungsgerät dieser Art (DE-OS 17 64 608) sind jeweils fünf UV-Strahlungserzeuger in einer Längsreihe hintereinander angeordnet. Es handelt sich um Dampf- bzw. Gasentladungslampen mit sonnenlichtähnlichem Spektrum, die mit Hg-Dampfiampen alternieren. Bei den letztgenannten Lampen dienen die Glaskolben als vorgeschaltetes Filter für Strahlung unterhalb 320 nm, so daß UVB- und UVC-Strahlung ausgefiltert wird. Ein solches Filter besitzen die erstgenannten Lampen mit sonnenlichtähnlichem Spektrum nicht. Diese Reihe von alternierenden Lampen ist durch einen parabolischen, rinnenförrr.igen Reflektor über ei-

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65 nen Achswinkel von mehr als 180° umgeben. Die öffnungsweite des Reflektors beträgt gemäß dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des bekannten Gerätes etwa das lOfache des Durchmessers der Brenner. Es können mehrere Reflektoren mit zugehörigen Strahlungserzeugern parallel nebeneinander angeordnet werden, um eine größere Räche zu bestrahlen.

Di« Strahlenaustrittsöffnung dieses Geräts ist, wie bei Solarien üblich, nach unten gerichtet Da die Lampen Hochdruckbrenner sind, wird eine erhebliche Wärme erzeugt Daher muß die zu bestrahlende Person einen großen Abstand vom Gerät haben. Dieser Abstand beträgt bei üblichen Solarien etwa 1200—2000 mm. Die Strahlungsdichte der ankommenden UVA-Strahlung ist dadurch relativ gering. Trotzdem ist bei zu langer Bestrahiungszeit mit Lichtentzündung (Sonnenbrand) mit anschließender Schuppung und Verhornung der Haut zu rechnen, da die Lampen mit dem sonnenlichtähnlichen Spektrum in erheblichem Maße UVB-Strahlung abgeben.

Es ist ferner seit 1952 bekannt (DE-PS 8 86 497), eine Hautbräunung ohne Rötung mit Hilfe einer Hg-Niederdruck-Entladungslampe zu erzielen, der ein auch durch das Hüllgefäß der Lampe gebildetes Filter zum Abschneiden der Wellenlänge unterhalb 320 nm vorgeschaltet und auch ein Reflektor zugeordnet werden kann.

Des weiteren ist for die Photochemotherapie der Psoriasis ein Bestrahlungsgerät bekannt (»The New England Journal of Medicine«, Bd. 291, Nr. 23, S. 1207—1211), bei dem achtundvierzig Leuchtstoffröhren mit einer Länge von je 122 cm in einer horizontalen Ebene auf einer Fläche von 21 j χ 122 cm angeordnet sind. Diese Leuchtstoffröhren liegen praktisch unmittelbar nebeneinander. Unterhalb der Leuchtstoffröhren befindet sich eine Kunststoffolie, die die gesamte Strahlung unterhalb 320 nm, also die UVB- und UVC-Strahlung, abfiltern soll. Mit diesem Gerät sollen Patienten behandelt werden, denen ein photoaktives Sensibilisierungsmittel, nämlich Methoxsalen, verabreicht worden ist. Bei dieser Phototherapie ergibt sich auch eine diffuse Erhöhung der Pigmentierung. Diese führt jedoch zu einer Erhöhung der aus medizinischen Gründen erforderlichen Behandlungszeit.

Es ist auch ein Gerät zur Bestrahlung eines Patienten mit Ultraviolettlicht bekannt (DE-GM 75 00 943), bei dem mehrere Niederdruckröhren in der Form von Blacklight-Röhren, die Strahlung im UVA-Bereich zwischen 315 nm bis 320 nm aussenden, parallel zueinander in einer gemeinsamen Reflektorhaube angeordnet sind. Der Abstand dieser Röhren voneinander ist größer als das Fünffache ihres Durchmessers. Der Patient kann nahe den Röhren plaziert werden.

Es ist ferner ein Inkubator für Neugeborene, die eine Gelbsucht aufweisen und daher einen zu hohen Bilirubin-Gehalt im Blut haben, bekannt (US-PS 37 05 576), bei denen sechzehn stabförmige Fluoreszenzlampen, in einer Ebene nahe unterhalb einer durchsichtigen Platte angeordnet sind. Reflektoren sind diesen Lampen nicht zugeordnet. Ein solcher Inkubator umfaßt eine geschlossene Kammer, in der die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und der Sauerstoffgehalt kontrollier! werden. Bei einem anderen Inkubator (DE-OS 23 32 025) zur fototherapeutischen Behandlung eines an hämolythischer Gelbsucht erkrankten Neugeborenen sind je neun Lichtstrahlen abgebende Leuchtstoffröhren auf einer zum Strahlungsfeld hin konkav gekrümmten Linie innerhalb eines gemeinsamen Reflektors angeordnet,

wobei sich ein Reflektor mit Abstand unterhalb des Inkubators und der andere mit Abstand oberhalb des Inkubators befindet

Bekannt ist auch ein Gerät in Liegenform mit gewölbtem Deckel für die Wärmetherapie (FR-Zusatz-PS 58 199), bei dem die Bestrahlung einer auf einer durchlässigen Matte Hegenden Person von allen Seiten erfolgen kann. Eine strahlungsdurchlässige Platte unterhalb der Matte soll dem Schutz der Strahler unterhalb der bestrahlten Person gegen Schweiß dienen. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bräunungsgerät der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem der Körper der zu bestrahlenden Person einem im wesentlichen gleichmäßigen Feld so hoher UVA-Strahlungsdichte ausgesetzt werden kann, daß die gewünschte Bräunung mit einer wesentlich geringeren Zahl von Bestrahlungen mit einer Dauer von jeweils höchstens 30 Minuten erreicht wird, ohne daß Sonnenbrand auftritt, und dessen Leistungsverbrauch so gering ist, daß es an eine 10-Α-Steckdose anschließbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst

Für die Bräunung der Haut ist weitgehend die Strahlung im UVA-Bereich verantwortlich. Eine Bräunung erfolgt erst, wenn der Körperoberfläche ein verhältnismäßig hoher Schwellenwert der UVA-Strahlungsenergie zugeführt worden ist Versuche haben gezeigt, daß dieser Schwellenwert der natürlich individuellen Schwankungen unterworfen ist etwa bei 7,5 bis 10 Ws/ cm², liegt. Um eine derart große Strahlendosis in einer noch vertretbaren Bestrahlungsdauer von 30 Minuten aufbringen zu können, wird im Strahlungsfeld eine sehr hohe UVA-Strahlungsdichte von mindestens 4 mW/cnv erzeugt Bei einer höheren UVA-Strahlungsdichte von 5—30 mW/cm², insbesondere etwa 15 mW/cm², ist die Bestrahlungsdauer entsprechend kurzer.

Derartig hohe UVA-Strahlungsdichten sind am ehesten in unmittelbarer Nähe der Strahlenaustrittsöffnung vorhanden. Die Liegeplatte ermöglicht es, daß der Bestrahlungsabstand zwangsweise und unabhängig vom Benutzer & j klein wie möglich gehalten ist. Die Bestrahlung erfolgt daher mit der gewünschten hohen UVA-Strahlungsdichte. Gleichzeitig sorgt die Liegeplatte dafür, daß ein bestimmter Mindestabstand nicht unterschritten wird. Durch die Verwendung der UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen zurückhaltenden FiI-teranordiiung ist die Voraussetzuivj geschaffen, daß die zu bestrahlende Person dicht vor der Strahlenaustrittsöffnung des Geräts angeordnet werden kann, ohne daß eine Lichtentzündung zu befürchten ist. Da Hg-Niederdruckbrenner nur wenig Wärme abgeben, ist auch die auf der Liegeplatte plazierte Person keiner unzulässig hohen WSrmebelastung ausgesetzt. Die Anordnung der Hg-Niederdruckbrenner und die Verwendung der Reflektoren führt dazu, daß sich im Bereich der Strahlenaustrittsöffnung ein ausreichend großes, weitgehend gleichmäßiges Feld hoher UVA-Strahlungsdichte ergibt, so daß verhältnismäßig große Flächen bestrahlt werden können. Wegen des geringen Bestrahlungsabstandes und der Anordnung der Brenner auf einer gekrümmten oder geknickten Linie ergibt sich ein günstiger Wirkungsgrad mit geringer Streustrahlung. Hierbei ist der Abstand der Mittelebenen im Feld gegenüber dem aus baulichen Gründen vorgegebenen Abstand der Brenner kleiner, was wiederum die wirksame UVA-Strahlungsdichte erhöht. Wegen der parallelen Seitenwandteile der Ueflekloren werden die vorn seitlich aur den Brennern ^;iustreierdcn Strahlen in Richtung iiuf das Feld hoher UVA-Strahlungsdichte gelenkt. Die Reflektorseitenwände können auch zur Abstützung der Liegeplatte dienen. Die Liege ist leicht bestsigbar und auch für einen Laien problemlos zu benutzen. Sie kann an eine mit 10 A abgesicherte Steckdose angeschlossen werden und verbraucht wenig Strom. Sie kann daher auch im Haushalt eingesetzt werden.

Als die vorgeschaltete Filteranordnung kann gemäß Anspruch 2 insbesondere auch die Liegeplatte dienen,
to Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 kann die Nutzung der nicht nach vorn aus dem Brenner austretenden StrahJung noch verbessert werden.

Das Bräunungsgerät nach der Erfindung wird nachstehend anhand der Abbildungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine räumliche Darstellung eines Bräunungsgeräts,

F i g. 2 die relative Empfindlichkeit der Haut gegenüber UV-Strahlung in Abhängigkeit von der Wellenlänge,

F i g. 3 m willkürlicher Einheit V' _e·. die Verteilung der Strahlungsleistung verschiedener ;vV-Brenner in Abhängigkeit von der Wellenlänge,

Fig.4 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung und

Fig.5 einen vergrößerten Querschnitt durch einen Hg-Niederdruckbrenner und zugehörigen Reflektor der F i g. 4.

In Fig. 1 sind Bestrahlungsliegen 67 veranschaulicht, die einzeln oder, wie dargestellt, zu mehreren nebeneinander, fest oder transportabel, vorgesehen werden können. Die Liegen bestehen aus Baueinheiten 1 mit nach oben weisender Strahlenaustrittsöffnung 2, die mit einer als Liegeplatte dienenden Filterglasscheibe 9 mit leichter Schrägneigung überdeckt ist. Statt des Filterglases der Liegeplatte können auch die Glashüllen aller Brenner als vorgeschaltete Filteranordnung für UVB- und UVC-Strahlung verwendet werden.

In F i g. 2 ist in einem Diagramm über der Wellenlänge die relative Empfindlichkeit Z_ri./der Haut im UV-Bereich dargestellt. Dieser UV-Bereich reicht von 200 nm br? 400 nm. Er wird in der Praxis in drei Teilbereiche A, B und C unterteilt. Hierbei gilt

200—280 nm UVC-Strahlung

280-315 nm UVB-Strahlung
315-400 nm UVA-Strahlung

Die Kurve I zeigt die Empfindlichkeit der menschlichen Haut bezüglich einer Bräunung oder Pigmentierung. Sie reicht von etwa 300 bis etwa 400 nm und hat ihr Maximum bei etwa 340 nm. Die strichpunktierte Kurve Il gibt die Empfindlichkeit der menschlichen Haut gegenüber Lichtentzündung an. Sie erstreckt sich durch den gesamten UVC- und UVB-Bereich, hat ihr Maximum bei etwa 297 nm und endet be> 320 nm. Beim dargestellten Bestrahlungsgerät wird durch das Filter der Bereich der UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen vollständig zurückgehalten, so daß eine vom Gerät bestrahlte Perser im wesentlichen nur die UVA-Strahlung empfängt, die für die Bräunung verantwortlich ist. nicht aber die andere UV-Strahlung, die für die Lichtentzündung verantwortlich wäre. Infolgedessen kann mit sehr hohen Bestrahlungsdosen gearbeitet werden.

b5 da auf einen Sonnenbrand keine Rücksicht genommen zu werden brauch.. Der Schwellenwert von 7.5— 10 Ws/ cm², der für eine Piginentierung überschritten werden muß. läßt sich daher in angemessener Zeit erreichen.

In Fig.3 ist wiederum über die Wellenlänge in willkürlicher Einheit V_rci die Verteilung der Strahlungsleistung veranschaulicht. Die voll ausgezogene Kurve III stellt den Verlauf bei einem Hg-Niederdruckbrenner dar, der zur Erhöhung des UVA-Anteils dotiert worden ist. Man erkennt, daß die Hauptstrahlenausbeute im UVA-Bereich liegt. Die gestrichelte Linie IV gibt eine entsprechende Kurve für einen Hg-Hochdruckbrenncr an, der ebenfalls zur Erhöhung des UVA-Anteils dotiert worden ist. Die strichpunktierte Linie V stellt die Verhältnisse bei einem Xenon-Brenner dar. Man sieht, daß die Leistung bei einem Hg-Niederdruckbrenner am besten zur Erzeugung der UVA-Strahliing ausgenutzt werden kann.

Als Hg-Niederdruckbrenner kommt beispielsweise der im Handel erhaltliche Brenner Philips Tl/05 in Betracht.

Eine Ausführungsform einer Baueinheit 1 ist in F i g. 4 veranschaulicht. Auf einer gekrümmten Linie a sind zehn stabförmige, parallel iiui geringem Ausuniu ncbeneinander angeordnete Hg-Niederdruckbrenncr 3 vorgesehen. Diese haben je eine Länge von 150 cm und eine erhöhte Strahlungsausbeute im UVA-Bereich. Jedem Brenner ist ein rinnenförmiger Reflektor 4 zugeordnet, der lediglich schematisch angedeutet ist. An beiden Enden sind Wärmestrahler 5, z. B. mit einem elektrisch beheizten Glühstab aus Siliziumcarbid, vorgesehen; diese Strahler können aber häufig auch entfallen. Im Gehäuse 1 sind ferner Vorschaltgeräte 6 für die Brenner 3 und Bedienungsgeräte 7, hier mit einem Ein- \·λ schaltknopf 8, uni -rgebracht. Die Liegeplatte 9 ist eine Filterscheibe, die für UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen undurchlässig ist. Dieselbe Filterwirkung kann aber auch durch eine entsprechende Glashülle des Brenners erzielt werden. J5

Die Abstände b zwischen benachbarten Brennern 3 botragen rund 70% des Durchmessers cder Brennerstäbe. Demzufo^e haben die Mittelebenen 12 auf der Linie 3 einen Abstand b + c voneinander. Diese Mittelbenen stehen senkrecht auf der Linie a; die Mittelebenen 12a und i2b der beiden äußersten Reflektoren 4 bilden einen Winkel von weniger als 80°, hier 45°, miteinander. Vor der Strahlenaustrittsöffnung 2 ergibt sich ein Feld 13 mit einer erheblichen Breite und einer der Brennerlänge entsprechenden Länge. Wegen des geringen Ab-Standes dieses Feldes 13 von den Brennern 3, wegen der Zahl der Brenner, deren gewählter Leistung im UVA-Bereich und wegen der Anordnung der Brenner auf der gekrümmten Linie a und der zugehörigen Reflektoren läßt sich im Strahlungsfeld 13 eine UVA-Strahlungsdichte von etwa 12 mW/cm² erzielen. Diese Dichte kann zum Rand hin et .vas abnehmen, liegt aber immer noch erheblich über 4 mW/cm².

Es ist leicht einzusehen, daß statt der gekrümmten Linie a auch eine geknickte Linie verwendet werden kann, bei der die Reflektoren paarweise oder zu dritt nebeneinander stehen.

Ein solches Gerät ist billig herzustellen. Es kann an eine normale, mit 1OA abgesicherte Steckdose angeschlossen werden und verbraucht vergleichsweise wenig Strom.

In F i g. 5 ist ein Hg-Niederdruckbrenner 3 mit zugehörigem Reflektor 4 veranschaulicht Dieser Reflektor weist etwa parallele Seitenwände 14 auf, die über den stabförmigen Brenner 3 weit nach vorn überstehen. Damit werden auf der Vorderseite seitlich aus dem Brenner 3 austretende Strahlen 15a in Richtung auf das Feld 13 umgelenkt Der hintere Teil des rinnenförmigen Reflektors 4 ist, ebenso wie der vordere Teil, symmetrisch ausgestaltet. Er hat eine Form, daß ein wesentlicher Teil der aus der Rückseite des Brenners austretenden Strahlung in den Spalt 16 zwischen Brenner und Reflektorscitenwand gelenkt wird. Zu diesem Zweck weist er einen ersten Bogen 17 mit solcher Krümmung auf, daß die auf ihn auftreffenden Strahlen 156 in den auf der gleichen Seite befindlichen Spalt 16 gelenkt werden. Der Bogen 17 hat einen Krümmungsmittelpunkt 17a. An den ersten Bogen 17 schließt ein zweiter Bogen 18 stärkerer Krümmung mit einem Krümmunsmittelpunkt 18a an. Und von diesem reicht ein dritter Bogen 19 geringerer Krümmung mit einem Krümmungsmittelpunkt 19;j bis zur engsten Stelle des Spaltes 16. Hier sind die Krümmungen so bemessen, daß die auf den dritten Bogen 19 auftreffenden Strahlen 15c zunächst auf den gegenüberliegenden zweiten Bogen 18 und von dort in den zugehörigen Spalt 16 gelenkt werden. Auf diese Weise läßt sich fast die gesamte Strahlung des Brenners 3 ausnut-/.cn, ÜiVi üic gcwüiiSCiitc i

Feld (3 zu erhalten.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bräunungsgerät zur flächenhaften UV-Bestrahlung einer Person mit einem Gehäuse, das eine Strahlenaustrittsöffnung aufweist mit dahinter angeordneten stabförmigen UV-Strahlungserzeugern, die parallel nebeneinander angeordnet sind, mit rinnenförmigen Reflektoren, welche die UV-Strahlungserzeuger über einen Achswinkel derselben von mehr als 180° umgeben, und mit einer vorgeschalteten, gegebenenfalls durch die Glashülle der Strahlungserzeuger gebildeten, UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen abfilternden Filteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck einer Bestrahlung im Nahbereich der Strahlenaustrittsöffnung die UV-Strahlungserzeuger 5 bis 20, vorzugsweise 10 bis 12, UVA-Strahlung abgebende Hg-Niederdruckbrenner von mindestens je 100 W sind, die mit geringem Abstand, der höchstens gleich dem Stabdi.'rchmesser ist, voneinander und auf einer zum StrahU-vigsfeld hin konkaven, gekrümmten oder geknickten Linie nebeneinander angeordnet sind, wobei die Mittelebenen der Reflektoren etwa senkrecht zu dieser Linie stehen, daß die Reflektoren jeweils einen Hg-Niederdruckbrenner derart umgeben, daß zwischen jeder Reflektor-Seitenwand und dem ihr benachbarten Hg-Nicderdruckbrenner ein Spalt für den Austritt reflektierter Strahlung verbleibt, daß die über die stabförmigen Brenner nach vorn überstehenden Teile der Seitenwände der Reflektoren etwa parallel verlaufen, daß die vorgeschaltete Filteranordnung allen Hg-Niederdruckbrennern zugeordnet ist und Jaß die Strahlenaustrittsöffnung zu der von der Auflagefläche abgewandten Seite einer LiegeplaU· weist, die ein- oder mehrteilig ist, aus mindestens für UVA-Strahlung durchlässigem Material besteht und die Strahlenaustrittsöffnung überdeckt.

2. Bräunungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Liegeplatte als die vorgeschaltete Filteranordnung ausgebildet ist.

3. Bräunungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Teil eines jeden Reflektors einen zur Mittelebene symmetrisehen Querschnitt hat, der einen an der Mittelebene beginnenden ersten Bogen mit solcher Krümmung aufweist, daß ein wesentlicher Teil der auf ihn auftreffenden Strahlen in den auf der gleichen Seite befindlichen Spalt gelenkt wird.