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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Identifizierung von fluoreszierenden
Follikeln, die Follikelbeeinträchtigungen
und/oder Mikrokomedone (klinisch unklare Akneläsionen) und/oder Komedone (klinisch
eindeutige Akneläsionen)
und/oder Bakterien auf dem Gesicht oder anderer Hautoberfläche sein
können.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Akne
beeinflusst pilosebacöse
Follikel innerhalb der Haut. Mindestens sechs Arten von Akne sind bekannt,
beispielsweise Akne vulgaris. Vier Vorgänge kennt man, die in die Pathogenese
von Akne einbezogen sind: Sebumerzeugung, duktale Hyperkornifikation,
bakterielle Kolonisierung von einem pilosebacösen Follikel und Entzündung. Klinisch
zeichnet sich Akne durch das Auftreten von Komedonen (nichtentzündlichen
Läsionen)
und entzündlichen
Läsionen
(Papeln und Pusteln) aus. Duktale Hyperkornifikation wird durch
erhöhte
Proliferation von basalen duktalen Keratinozyten und erhöhte Adhäsion zwischen
den Korneozyten der Gangwand verursacht. Dies führt zu einem Aufbau von Korneozyten in
dem Ganglumen, was mit Sebum vermischt wird, welches durch die Talgdrüse erzeugt
wird, was Follikelbeeinträchtigungen
ergibt. Wenn die richtigen Bedingungen vorliegen, können sich
Follikelbeeinträchtigungen
zu Komedonen entwickeln. Mikrokomedone geben eine Zwischenstufe
bei der Entwicklung von Akne wieder. Komedone sind klinisch eindeutig,
jedoch Follikelbeeinträchtigungen
und Mikrokomedone nicht. Haben sich einmal Komedone oder Follikelbeeinträchtigungen
oder Mikrokomedone gebildet, bietet das Ganglumen eine geeignete
Mikroumgebung für
die Kolonisierung durch Bakterien. Die Bakterien, von denen angenommen
wird, dass sie für
Akne verantwortlich sind, sind P. acnes.
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Es
ist erwünscht,
dass man Follikelbeeinträchtigungen
und Mikrokomedone nachweisen kann, um eine rechtzeitige Hautbehandlung
bereitzustellen und um das Auftreten von Komedonen zu verhindern.
Es ist auch erwünscht,
zwischen bakteriell besiedelten und nichtbakteriellen Follikeln
zu unterscheiden, weil die Behandlung sich in Abhängigkeit von
dem Vorliegen oder der Abwesenheit von den Bakterien innerhalb des
Follikels unterscheiden kann.
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Die
Bakterien erzeugen Porphyrine, die nach Anregung orange-rot fluoreszieren.
Bei einer Cyanoacrylatgelbiopsie wurden die Follikelbeeinträchtigungen
gezeigt, die eine gelb/grüne
Fluoreszenz besitzen.
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Wood's Licht, ein langwelliges
UV-Licht, wurde verwendet, um Pigmentierungsstörungen als ein diagnostisches
Werkzeug für
Hauterkrankungen, wie Erythrasma, Tinea capitis, bakterielle Infektionen, Handdermatose
und Psoriasis, usw., zu visualisieren. Wood's Licht wurde auch verwendet, um Follikelzylinder
in vitro, die durch Cyanoacrylatgelbiopsieverfahren erhalten wurde,
zu identifizieren, um Talgdrüsen
beim Menschen zu untersuchen und Gesichtskomedone durch Porphyrinfluoreszenz
zu analysieren. Modifiziertes Wood's Licht (d.h. seine Röhre beschichtet
mit Polymer/organischem UV-Absorptionsmittel) wird auch zum Sonnenbräunen verwendet.
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Sauermann
et al. offenbaren in „Analysis
of Facial Comedos by Porphyrin Fluorescence and Image Analysis" in J. Toxicol. – Cut. & Ocular Toxicol., 8(4),
Seiten 369–385,
einen experimentellen Aufbau, in dem Hautstellen mit entweder UVA-Licht
(maximal 350 nm) oder monochromatischem Licht bestrahlt wurden.
Das reflektierte Licht wurde durch Bandpassfilter [λ(>50% Durchlässigkeit) >560 nm] vermieden.
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Es
ist unklar, wie groß der
Bandpass war. Der Autor erwähnt
Gelb/Grün-
und Orangefluoreszenz. Die Theorie des Autors darüber, was
für jede Farbe
der Fluoreszenz verantwortlich sei, ist verwirrend. Das Abstract
erwähnt,
dass dieser Artikel die Komedogenizität von Produkten durch Messen
der gelben Flecken untersuchen will. Bei den visuellen Beobachtungen
wird intensive Gelb/Grün-
oder Orangefluoreszenz erwähnt
und mit „speziellen
Talgdrüsen
von verschiedener Größe" korreliert. Die
Bilder wurden in binäre
Bilder umgewandelt und dann in Histogramme, um die Parameter, Anzahl
und jeweilige Größe zu erhalten.
Der Titel des Histogramms ist „Density
of facial-porphyrin-fluorescence".
Aus der hier erreichten Information scheint es, dass der Autor die
gelben Flecken mit Porphyrinfluoreszenz korreliert. Der Nachweis
wurde durch eine empfindliche, lichtverstärkende Kamera, ohne Cut-Off-Filter,
ausgeführt.
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Der
zweite Artikel von Sauermann et al. mit dem Titel „A Novel
Fluorimetric Method to Investigate Sebaceous Glands in Humans" in „Non-Invasive
Methods for the Quantification of Skin Functions", Peter J. Frosch und A. Kligman, Hrsg.,
Springer-Verlag, 1993, untersuchte die Komedogenizität von Rohmaterialien
und Verbraucherprodukten. Der Autor nahm an, dass die Fluoreszenzintensität stark
mit der Populationsdichte von P. acnes und dem Porphyringehalt auf
der Hautoberfläche
in Beziehung steht. Das offenbarte Instrument schloss eine monochromatische
Lichtquelle und ein 610 nm Cut-Off-Filter vor der Kamera ein, unter
somit Entfernen der Gelb/Grün-fluoreszenz
(500–580
nm) von den Bildern. Der Autor zog eine Beziehung der Orange/Rotfluoreszenz
zu der Komedonenaktivität.
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Die
durch Sauermann angewendeten Vorrichtungen wendeten entweder keine
Cut-Off-Filter für
sowohl die Lichtquelle als auch den Nachweis an, oder wendeten Cut-Off-Filter an, die sich
von jenen, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewendet
werden, unterscheiden. Weiterhin offenbarten Sauermann et al. nicht,
dass Mikrokomedone/Komedone nicht durch Bakterien besiedelt werden,
und jene, die durch Bakterien besiedelt sind, zwei verschiedenen
Fluoreszenzfarben entsprechen, oder schlugen dies vor. Weiterhin
war die Sauermann-Vorrichtung nicht transportabel.
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Im
Gegensatz dazu wendet die erfindungsgemäße Vorrichtung Filter für sowohl
die Lichtquelle als auch die Nachweisvorrichtung an. Auf Grund des Einschlusses
von diesen Filtern verhindert die erfindungsgemäße Vorrichtung Sonnenbrand
von der Lichtquelle und erlaubt klare Unterscheidung zwischen Bakterien-
und nichtbakteriellen Follikelbeeinträchtigungen. Zusätzlich ist
die erfindungsgemäße, bevorzugte
Ausführungsform
der Vorrichtung transportierbar.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine sichere Vorrichtung, wie in
Anspruch 1 definiert, zum Nachweisen von Bakterien, Follikelbeeinträchtigungen
und/oder Mikrokomedonen und Komedonen auf menschlicher Haut. Eine
beispielhafte Vorrichtung enthält
eine Lichtquelle und eine Fluoreszenznachweisvorrichtung, die beide
mit einem einzelnen Filter oder einer Vielzahl von Filtern ausgestattet
sind. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist die Lichtquelle ein Ultraviolettlicht, in Verbindung mit einem
Filter, das im Wesentlichen das gesamte Licht unter 350 nm entfernt,
um Sonnenbrand zu vermeiden. In einer beispielhaften Vorrichtung
wird ein Filter als mit weniger als 10% Durchlässigkeit für den UVB-Bereich und mehr
als 50% Durchlässigkeit
bei 400 nm definiert.
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In
einer weiteren beispielhaften Vorrichtung ist die Lichtquelle ein
weißes
Licht in Verbindung mit einem Bandpassfilter für die Lichtquelle, das ein
breites Band von UVA-Licht im Bereich von 320 bis 400 nm durchzulassen
erlaubt.
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In
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist das Fluoreszenznachweismittel ausgestattet mit einem einzigen
Filter oder einer Mehrzahl von Filtern, die im Wesentlichen das
gesamte Licht unter 450 nm entfernen. Vorzugsweise ist die Durchlässigkeit
des Filters oder der Filter bei 450 nm fast 50%.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Vorrichtung transportabel – sowohl eine UV-Quelle als
auch eine weiße
Quelle, einschließlich
Nachweisvorrichtung, können
transportiert werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
erlaubt den Nachweis von beiden Arten von follikulärer Fluoreszenz
(gelb/grün
und orange/rot). Aus Sicherheitsgründen, um Sonnenbrände und
Erytheme zu verhindern, entfernt das Filter auf der Ultraviolettlichtquelle vorzugsweise
im Wesentlichen die gesamte schädliche
UVB-Strahlung (280–320
nm Wellenlängenbereich),
wobei die Durchlässigkeit
von diesem Bereich vorzugsweise weniger als 5%, bevorzugter weniger als
2%, ist. Das in Verbindung mit den Nachweisvorrichtungen verwendete
Filter entfernt reflektiertes und gestreutes Licht, das von der
Hautoberfläche
des Probanden stammt, wodurch die Empfindlichkeit und Rücksichtnahme
der Technik erleichtert werden und der Fluoreszenznachweis deutlicher
wird.
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Gelb/Grünfluoreszenz
weist das Vorliegen von Follikelbeeinträchtigungen, einschließlich Komedonen
und Mikrokomedonen, aus. Orange/Rotfluoreszenz weist das Vorliegen
von P. acnes-Bakterien, die innerhalb und auf der Oberfläche der
Follikelbeeinträchtigungen
oder der Komedone leben, aus. Somit erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung
den Nachweis von Follikelbeeinträchtigungen
und/oder Mikrokomedonen, die unter normalen Beleuchtungen klinisch
nicht eindeutig sind. Die Vorrichtung verbessert auch die Visualisierung
von Komedonen (insbesondere kleine Läsionen), die unter normalen
Beleuchtungsbedingungen klinisch eindeutig sind. Weiterhin es macht
die erfindungsgemäße Vorrichtung möglich, verschiedene
Bakterienbesiedlungen und nichtbakterielle Follikelbeeinträchtigungen
und Komedone zu unterscheiden.
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Die
Vorrichtung kann beispielsweise vorteilhaft von Dermatologen als
Forschungswerkzeug verwendet werden. Die Vorrichtung kann auch an
Kosmetikständen
zum Identifizieren des Vorliegens von Follikelbeeinträchtigungen
und Mikrokomedonen angewendet werden und zum Bestimmen, ob die Follikelbeeinträchtigungen,
Mikrokomedone und Komedone mit Bakterien besiedelt sind oder nicht,
was wiederum die beste Behandlung für einen bestimmten Patienten
bestimmt.
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Die
Vorrichtung der Erfindung kann in einem Verfahren zum Identifizieren
des Vorliegens von Follikelbeeinträchtigungen, Mikrokomedonen
und/oder Komedonen auf menschlicher Haut für kosmetische Zwecke, unter
Anwendung der vorliegenden Vorrichtung, wobei die Haut mit Licht
aus der Lichtquelle bestrahlt wird, und die Fluoreszenz der Mikrokomedone,
Komedone und/oder Porphyrine nachgewiesen wird, verwendet werden.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG IM EINZELNEN
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
schließt zwei
wesentliche Teile ein: eine Lichtquelle und eine Nachweisvorrichtung;
beide davon sind mit Lichtfiltern ausgestattet.
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Die
Lichtquelle ist ein Ultraviolettlicht in Verbindung mit einem Langpassfilter,
welcher im Wesentlichen das gesamte Licht unter 350 nm entfernt. Das
Langpassfilter ist bevorzugt, um im Wesentlichen den gesamten schädlichen
UVB-Bereich (280–320
nm) zu entfernen, wobei die Durchlässigkeit in diesem Bereich
vorzugsweise weniger als 5% ist, bevorzugter weniger als 2% ist
und im Wesentlichen das gesamte Licht oberhalb 350 nm durchlässt. Diese
höhere
Wellenlänge
ist erforderlich, um die Fluoreszenz des jeweiligen Follikelinhalts
anzuregen.
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Der
Begriff „Langpass", wenn verwendet,
um Filter für
die UV-Lichtquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu definieren,
bedeutet, dass ein Filter mehr als 50% Durchlässigkeit für Lichtwellen erlaubt, die
eine Wellenlänge
oberhalb der ausgewiesenen Wellenlänge des Filters aufweisen.
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In
einer beispielhaften Vorrichtung ist die Lichtquelle ein weißes Licht
in Verbindung mit einem Breitbandpassfilter, was Breitband von UVA-Licht (320
bis 400 nm) passieren lässt.
Der bevorzugte Bandpassbereich ist 340–400 nm. Der besonders bevorzugte
Bandpassbereich ist 360–400
nm.
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Der
Begriff „Bandpass", wenn verwendet,
um ein Filter für
die weiße
Lichtquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu definieren, bedeutet ein Schmalband- (sofern nicht anders ausgewiesen)
-Interferenzfilter, das 50% Durchlässigkeit oder mehr von Licht
bei Wellenlängen
bei der vollen Breite bei halbem Maximum um die ausgewiesene Wellenlänge des
Filters erlaubt.
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In
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann die Lichtquelle entweder kontinuierlich oder pulsierend sein.
Die Lichtquelle und das Filter müssen
entweder verbunden oder in enger Annäherung zueinander sein, sodass
kein Licht von der Lichtquelle emittiert wird und die Haut erreicht,
die nicht durch das Filter gelangt.
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In
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist das Fluoreszenznachweismittel mit einem oder mehreren Filtern
ausgestattet, die im Wesentlichen das gesamte Licht unter 450 nm
entfernen, wobei die Durchlässigkeit
bei 450 nm vorzugsweise maximal 50% ist.
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Vorzugsweise
entfernt/entfernen das Filter oder die Filter im Wesentlichen das
gesamte Licht unter 480 nm und besonders bevorzugt im Wesentlichen
das gesamte Licht unter 500 nm. Somit entfernt die Vorrichtung gestreutes
und reflektiertes Licht von der Lichtquelle der Hautoberfläche des
Patienten.
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Das
Filter für
die Nachweisvorrichtung wird in der vorliegenden Erfindung angewendet,
um den Nachweis der Fluoreszenz zu erleichtern und es möglich zu
machen, zwischen mit Bakterien besiedelten und nichtbakteriellen
Follikelbeeinträchtigungen,
Mikrokomedonen und Komedonen zu unterscheiden.
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Das
Filter für
die Nachweisvorrichtung kann ein einzelner Filter sein, wobei in
dem Fall vorzugsweise ein Langpassfilter oder eine Vielzahl von
Filtern verwendet wird/werden. Eine Vielzahl von Filtern kann angewendet
werden, um einen bestimmten Wellenlängenbereich genau festzulegen,
solange der Wellenlängenbereich
mindestens von 480 nm, oder 500 nm bis 680 nm ist; d.h. die Nachweisvorrichtung
muss in der Lage sein, Licht innerhalb des Wellenlängenbereichs
von 500–580
nm (Gelb/Grünfluoreszenz)
und innerhalb des Wellenlängenbereichs von
580–680
nm (Orange/Rotfluoreszenz), entweder gleichzeitig oder nacheinander,
nachweisen zu können,
genau zu bestimmen.
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Geeignete
Filter für
die Nachweisvorrichtung schließen
ein, sind jedoch nicht darauf begrenzt:
- i)
ein Langpassfilter zum Nachweisen von sowohl Gelb/Grün- als auch
Orange/Rotfluoreszenz;
- ii) ein Langpassfilter und einen Kurzpass zum Nachweisen von
Gelb/Grünfluoreszenz;
- iii) ein Langpassfilter und einen Kurzpass zum Nachweisen von
Orange/Rotfluoreszenz;
- iv) ein Bandpassfilter zum Nachweisen von Gelb/Grünfluoreszenz;
- v) ein Bandpassfilter zum Nachweisen von Orange/Rotfluoreszenz);
- vi) ein Langpassfilter zum Nachweisen von Orange/Rotfluoreszenz;
und
- vii) ein optisch einstellbares Filter, wie in I.V. CHANG, Acousto
optic devices and applications, Seiten 12.1–12.54, in: Handbook of Optics,
Devices, Measurement and Properties. Band 2, Herausgeber: Michael
Bass. Veröffentlicht
von MacGraw Hill Inc, 1995, beschrieben.
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Das
Langpassfilter für
das Fluoreszenznachweismittel in i) und ii) wird als λ(>50% Durchlässigkeit)
bei 450 nm und darüber
definiert. Der Kurzpass in ii) wird als λ(>50% Durchlässigkeit) bei 600 nm und darunter
definiert. Das Langpassfilter in iii) und vi) wird als λ(>50% Durchlässigkeit)
bei 600 nm und darüber
definiert. Der Kurzpass in iii) wird als λ(>50% Durchlässigkeit) bei 700 nm und darunter
definiert.
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Der
Begriff „Bandpass", wie für das Fluoreszenznachweismittel
verwendet, wird als ein Breitband-Interferenz-filter definiert, das >50% Durchlässigkeit
von Wellenlängen
bei der vollständigen
Breite bei halbem Maximum um die ausgewiesene Wellenlänge des
Filters erlaubt.
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Das
Bandpassfilter in iv) wird definiert, um den Wellenlängenbereich
von 480–580
nm abzudecken. Das Bandpassfilter in v) wird definiert, um den 580–680 nm-Wellenlängenbe-reich
abzudecken.
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Geeignete
Nachweisvorrichtungen schließen
Okulare oder okulare Rahmen, eine Filmemulsionskamera oder eine
Charged-Coupled-Device-CCD)-Kamera (normal, intensiviert oder verstärkt) ein,
sind jedoch nicht darauf begrenzt.
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Die
Nachweisvorrichtung und das Filter sind vorzugsweise entweder verbunden
oder in enger Nachbarschaft zueinander.
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Ein
einzelnes Filter oder ein System von Mehrfachfiltern ist zur Verwendung
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
geeignet, solange das Filter oder die Filter erlauben, dass die
Lichtquelle eine geeignete Intensität aus der Lichtquelle aufweist,
damit Fluorophoren auf der Hautoberfläche eines Patienten angeregt
werden. Auch sollten das Filter oder die Filter für die Nachweisvorrichtung
natürlich
ausreichend Fluoreszenzintensität
in dem Wellenlängenbereich von
480–680
nm zum Erreichen der Nachweisvorrichtung erlauben. Solche Filter,
die auch Durchlässigkeitseigenschaften
in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
aufweisen, wie vorstehend beschrieben, sind leicht verfügbar.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Vorrichtung transportierbar. Die Vorrichtung
ist vorzugsweise in der Lage, ohne in der Größe sperrig zu sein, getragen
oder bewegt zu werden, und weist ein tragbares Gewicht auf.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann in einem Verfahren zum Identifizieren des Vorliegens von Follikelbeeinträchtigungen,
Mikrokomedonen und Komedonen auf menschlicher Haut verwendet werden,
wobei die Haut mit dem Licht aus der Lichtquelle, unter Verursachen
von Fluoreszenz von Follikelbeeinträchtigungen, duktaler Hyperkornifizierung, Mikrokomedonen,
Komedonen und Porphyrinen, die durch Propionibacterium acnes-Bakterium
erzeugt werden, bestrahlt wird. Follikelbeeinträchtigungen, einschließlich Mikrokomedone
und Komedone, fluoreszieren in dem gelb/grünen Teil des Spektrums (480–580 nm)
und die durch Propionibacterium acnes-Bakterien erzeugten Porphyrine
fluoreszieren in dem roten Teil des Spektrums (580–680 nm).
Die Fluoreszenz wird visuell mit Okularen oder durch ein beliebiges
anderes Nachweissystem nachgewiesen. Das Nachweissystem wird mit
Hilfe eines Filters, das gestreutes und/oder reflektiertes Licht
von der Hautoberfläche
des Patienten entfernt, modifiziert.
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BEISPIEL 1
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Dieses
Beispiel zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Der
Patient, der Ultraviolettlichtschutz-Augenabschirmungen trägt („PEEPERS", #C015-2, California
SunCare, Inc.), sitzt auf einem Stuhl. Die Wood's Lampe (UVP langwellige Handlampe mit Griff,
Modell #UVL-56, 6 W Black-Ray
Langwellen-Ultraviolettrohr, 600 μW
bei 365 nm in einem Abstand von 6 inch, gemessene Energie bei 6
inch ist 2,23 × 10–9 J/s/cm2). Mit angebrachtem WG345 (Oriel Corp.)
Langpassfilter wurde auf die „An"-Stellung geschaltet
und sechs inch von der Hautoberfläche des Patienten gehalten.
Der Untersucher trägt
Brillen, die zwei GG435 (Oriel Corp.) Langpassfilter (für jedes Auge)
enthalten. Diese Filter in den Brillen des Untersuchers sind von
jeglichem gestreuten oder reflektierten Licht von der Lichtquelle
und der Hautoberfläche
des Patienten entfernt, was die intrinsische Fluoreszenz heller
und klarer macht. Der Untersucher war in der Lage, kleine und große gelb/grüne Flecken
auf einer wenig intensiven, matten, bläulichen Hautoberfläche zu beobachten.
Auch gesehen wurden kleine orange/rote Flecken auf der Hautoberfläche. Es
war immer möglich,
zwischen gelb/grün
und orange/rot Fluoreszenz zu unterscheiden, auch wenn sie bei einem
einzelnen Fleck auftrat.
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In
dem vorstehenden Beispiel war die Nachweisvorrichtung das menschliche
Auge mit Filtern. Wenn die Nachweisvorrichtung ohne die Hilfe von Langpassfiltern
verwendet wurde, würde
der Untersucher nur große
fluoreszierende Flecke auf einem stark intensiven blauen Hintergrund
beobachten. Auf Grund des Anwendens eines Filters auf der Nachweisvorrichtung
(menschliche Augen in diesem Beispiel) war es möglich, auch kleine Flecken
zu sehen und es war möglich,
deutlich zwischen den zwei Arten von Fluoreszenz zu unterscheiden,
auch wenn sie übereinander
gelagert waren.
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VERGLEICHSBEISPIEL 2
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Der
Patient, der Ultraviolettlicht-schützende Augenschutzschilde trug
(„PEEPERS", #C015-2, California
SunCare, Inc.), saß in
einem Stuhl. Monochromatisches Licht (385 ± 8 nm), das nicht innerhalb des
Umfangs der vorliegenden Erfindung ist, von einer faseroptischen
Anordnung, angebracht an einem ISS.K2 Fluorometer, wurde über die
Gesichtshautoberfläche,
ungefähr
ein inch von der Hautoberfläche, gezeigt.
Das Nachweisverfahren auf Fluoreszenz war das menschliche Auge.
Mikrokomedone und/oder Follikelbeeinträchtigungen, Komedone und bakteriell
besiedelte Follikel wurden identifiziert. Der Hauthintergrund wurde
als eine bläuliche
Farbe beobachtet, was ein direktes Ergebnis von gestreutem oder
reflektiertem Licht, von der Lichtquelle weg, der Hautoberfläche in den
Detektor war. Mikrokomedone und/oder Follikelbeeinträchtigungen
wurden durch das bläulich
reflektierte Licht als gelb/grün
fluoreszierende Flecken auf der Hautoberfläche beobachtet. Komedone wurden
beobachtet, die gelb/grün
fluoreszierten, waren jedoch manchmal in der Größe größer als die Mikrokomedone.
Einige Mikrokomedone und/oder Follikelbeeinträchtigungen und Komedone wurden
auch beobachtet, die Orange/Rotfluo-reszenz innerhalb und auf der
Oberfläche
des Follikels enthalten. Orange/Rotfluoreszenz wurde auch innerhalb
und auf der Oberfläche
des Follikels in Abwesenheit der Gelb/Grün-fluoreszenz beobachtet.
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Jedoch
innerhalb dieses Verfahrens wurde nur eine kleine Hautoberfläche beleuchtet,
die Lichtintensität
war gering, und in Abwesenheit eines Filterblockierungssystems für das menschliche
Auge wurde das blaue Licht nicht entfernt und die Fluoreszenz war
matt und undeutlich. Weiterhin, obwohl das menschliche Auge die
Gelb/Grün-
und Orange/Rotfluoreszenz von dem intensiv blauen Hintergrund auf Grund
von menschlicher Logik unterscheiden kann, können herkömmliche Kameras die Farben
ohne die Hilfe von Filtern nicht trennen.
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BEISPIEL 3
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Dieses
Beispiel zeigt die Anwendung einer beispielhaften Vorrichtung.
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Der
Patient mit Ultraviolettlicht-schützenden Augenschilden („PEEPERS", #C015-2, California SunCare,
Inc.) wird auf einer stereotaktischen Gesichtsvorrichtung (eine
Kopfstütze,
die den Kopf in einer Position hält,
unter dort Bereitstellen eines konstanten Drucks auf die Stütze des
Patienten) (Canfield Scientific Inc.) positioniert. Die Lichtquelle
war volles Spektrum Licht von UVR bis Infrarot (Balcar Super A Package,
Calumet Photographic, Inc.). Die Lichtquelle wurde vollständig mit
einem Bandpassfilter abgedeckt, das eine Verteilung von UVA-Strahlung
emittierte, mit einem Peak bei 365 nm (UV black light Filter, #20316,
Calumet Photographic, Inc.). Die Nachweisquelle war eine Filmemulsionskamera
(Nikon F3HP 35 mm, 105 mm, F2.8 Micro-Nikkor-Linse, Nikon MD-4 motorgetrieben,
und Nikon MF-14 data back), die Farbfilm (Kodak Ektachrome Elite
400, 135–36)
enthält.
Die Linse der Kamera war mit einem GG455 Langpassfilter [λ(>50%) bei 450 nm] (Oriel Corp.)
innerhalb eines Nikon Gelatine Filterhalters AF-1 mit einer UR-2-Spezialfilterhalteranordnung zum
Entfernen von reflektiertem Licht aus der Lichtquelle von der Hautoberfläche ausgestattet.
Die Kamera wurde auf eine Fläche
der Hautoberfläche
mit einem Reproduktionsverhältnis
von 1:1 fokussiert und ein Bild wurde in einem Dunkelraum aufgenommen.
Die Bilder scheinen eine niedrige Intensität von dunkelbläulichem
Hintergrund mit kleinen und großen
gelb/grünen
Flecken innerhalb der Follikel zu haben. Einige gelb/grüne Follikel
enthielten auch kleine orange/rote Fluoreszenzflecken. Auch beobachtet wurden
kleine orange/rote Fluoreszenzflecken einzeln innerhalb und auf
der Oberfläche
des Follikels.
- 1. Beobachtungen ohne Langpassfilter
auf der Linse:
Bilder wurden als eine hochintensive blaue Farbe beobachtet.
Die Niederintensitätsfluoreszenz
ist innerhalb des blauen Hintergrunds nicht nachweisbar. Gesichtsmerkmale
können
unterschieden werden.
- 2. Beobachtungen mit einem Kurzpass- und einem Langpass- oder einem Bandpassfilter
auf der Linse, um Gelb/Grün-Fluoreszenz zu beobachten:
Das
Langpassfilter für
die Kamera wird als λ(>50% Durchlässigkeit)
bei 450 nm und darüber definiert.
Der Kurzpass wird als λ(>50% Durchlässigkeit)
bei 600 nm und darunter definiert. Das Kurzpass- und Langpassfilter
zusammen machen einen Bandpass von 150 nm bei voller Breite mit halber
Maximumwellenlänge
aus. Bilder werden beobachtet, die eine niedrige Intensität, dumpf grünlicher
Hintergrund mit intensiveren gelb/grünen Flecken aufweisen.
- 3. Beobachtungen mit einem Langpassfilter auf der Linse zum
Beobachten von Orange/Rotfluoreszenz:
Das Langpassfilter für die Kamera
wird als λ(>50% Durchlässigkeit)
bei 600 nm und darüber definiert.
Bilder werden beobachtet, die einen wenig intensiven, matten roten
Hintergrund mit intensiveren orange/roten Flecken aufweisen.
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BEISPIEL 4
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Der
Patient mit Ultraviolettlicht-geschützten Augenabschirmungen („PEEPERS", #C015-2, California
SunCare, Inc.) wurde auf einer stereotaktischen Gesichtsvorrichtung
(eine Kopfstütze,
die den Kopf in einer Position hält,
unter dort Bereitstellen eines konstanten Drucks am Hals des Patienten)
(Canfield Scientific Inc.) positioniert. Die Lampenquelle war eine
ozonfreie 300 W-Xenonlampe, angeschlossen an eine 500 W-Universal-Bogenlampe
innerhalb des Gehäuses
mit einer eingebauten Zündung
und einem F/1.0 Kondenser (L1), verwendet, um den Strahl (Oriel
Corp. #66084, #6258 und #66011) zu kollimieren. Die Lampenquelle
wurde durch eine 200–500
W Quecksilber-(Xenon)-Stromzuführung gespeist
(Oriel Corp. #68811). Verbunden mit dem Lampenkühler war ein Wasserfilter (Oriel
Corp. #61945), verbunden mit einem im Kreislauf geführten Kühler (Oriel
Corp. #60200), mit einer Fließgeschwindigkeit
größer als
2 l/min. Dieser wurde verwendet, um aus der Lichtquelle erzeugte
Wärme zu
entfernen. Der im Kreislauf zirkulierende Kühler verwendete einen Wasser-zu-Luft-Wärmetau-scher,
um Wärme
in einer unregelmäßigen Weise
zu entfernen. Das Flüssigwasserfilter
verwendete ein Quarzfenster, um den 250–950 nm-Bereich durchzulassen
und NIR zu absorbieren. Nach dem Wasserfilter gelangte das Licht
durch einen manuellen Filterhalter (Oriel Corp. #62020), der ein
Infrarotblockierungsfilter (F1) und ein Bandpassfilter (F2) enthält. Das
Infrarotblockierungsfilter (F1, Oriel Corp. #59060) hatte eine 0,1%ige
Durchlässigkeit
und weiterhin verminderte er, dass Infrarotstrahlung eine breite
Bande von 365 nm bis 680 nm hindurchgelangte. Das Bandpassfilter F2
(Oriel Corp. #59805) hatte eine volle Breite halbes Maximum (FWHM)
gleich 80 nm von 340–420
nm mit einer maximalen Durchlässigkeit
von 80%. Nahe der Reihe gab es eine filteroptische Fokusierungseinrichtung
(Oriel Corp. #77800), die eine F/2-kondensierte Siliziumdioxidfokusierungslinse
enthielt, welche gesammeltes Licht auf der Fläche einer Faser oder eines
Bündels
fokussierte, und ein eingebauter Verschluss konnte so den Strahl
ohne das Abschalten der Lichtquelle verschließen. Die UV-VIS-Flüssiglichtführung hatte
einen Spektralbereich von 250–700
nm (Oriel Corp. #77557). Die Flüssiglichtführung wurde
dann zu einer kollimierenden Strahlsonde (L2) mit einem Verschluss
(Oriel Corp. #77652) und einer faseroptischen Stabmontierung (Oriel
Corp. #77612) verbunden. Um weiterhin die Lichtbande von der Flüssiglichtführung zu
vermindern, wurde das Bandpassfilter (F3) (Oriel Corp. #57510) an
der faseroptischen Stabmontierung befestigt. Das Filter hatte ein
FWHM von 50 nm von 372,5–422,5
mit einer maximalen Durchlässigkeit von
61%. Diese Filter stellten eine geschätzte Anregungslichtbandbreite
von 34 nm (FWHM) von 373–407
nm bereit. Ein dichroitischer Spiegel (Omega Optical, #425DCLP),
angeordnet in der Vorderseite des Mikroskopobjektivs wurde verwendet,
um gleichförmige Beleuchtung
der Hautoberfläche
bereitzustellen. Der dichroitische Spiegel hatte einen 50%igen Durchlässigkeitspunkt
bei 425 nm, wo kürzere
Wellenlängen
reflektiert werden und längere Wellenlängen zu
dem Mikroskopobjektiv hindurchgelangten.
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Das
Infinivar Video Inspection Microscope, „InfiniVar", hat die Fähigkeit, kontinuierlich vom
Anfang bis 10 mm Arbeitsabstand (Infinity Photo Optical Co.) zu
fokussieren. Das Objektiv war ein 10 Element/6 Gruppen „optisches
Modul", das eine
variable Stärke
von 0,2 × bis
8 × bei
einem Arbeitsabstand von 145 bis 10 mm hatte. Das Mikroskop hatte
bei einem Arbeitsabstand von 145 mm und 10 mm einen numerischen
Blendenwert von 0,015 bzw. 0,25. Die Vergrößerung war 6-fach bis 241-fach,
eingestellt für einen
19''-Monitor und 1''-Kamera, mit einer Vergrößerungsvariation
von 40:1 Verhältnis.
Die gemessene Maximumvergrößerung bei
einem Arbeitsabstand von 10 mm war 232-fach.
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Die
Haut-Autofluoreszenz und eine kleine Fraktion von reflektiertem
Anregungslicht gelangte durch den dichroiden Spiegel in das Mikroskopobjektiv.
Um das Anregungslicht zu entfernen, wurde ein Langpassfilter (Oriel
Corp. #52095) mit einer Cut-On-Wellenlänge von 470 nm in das Mikroskop (F4)
gegeben. Dieses Filter entfernte effektiv das Anregungslicht von
der empfindlichen, intensivierten CCD-Kamera. Dieses besondere Filter
wurde ausgewählt,
weil Langpassfilter unter 470 nm etwas Anregungslicht durchließ und eine
geringe Menge Rauschen ergibt, während
Langpassfilter oberhalb 470 nm mehr Haut-Autofluoreszenz entfernt.
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Die
ausgewählte
Kamera zum Nachweisen von sehr niedrigen Anteilen von Fluoreszenz
von dem Patienten war eine Schwarz-Weiß gedehnte, ISIS-intensivierte
CCD-Kamera (Photonic Science Ltd.). In der ausgedehnten ISIS-Kamera
war der Intensivierer ein üblich
aufgebauter Hybrid mit einer S20-Photokathode für die Peakreaktion in dem 400–500 nm-Bereich und niederem
Hintergrundrauschen. Der Intensivierer wurde bei 500 nm mit einer Maximumempfindlichkeit
von 60 mA/W, entsprechend einer 12%igen Quantenwirksamkeit, optimiert. Das
Bild wurde aus dem Intensivierer zu dem Bildsensor unter Verwendung
von kohärenten
faseroptischen Komponenten überführt, was
mindestens eine Größenordnung
der Vergrößerung wirksamer
ist als Linsenkoppeln. Die begrenzte Auflösung war 620 TV/Linien pro
Bildbreite mit einer Inputbildgröße von 18
mm diagonalem rechtem Winkel mit einem Aspektverhältnis von
3:4 (Standardvideoformat). Der CCD-Sensor wendet eine Linienübertragungsvorrichtung
mit 753 aktiven horizontalen Pixel pro Linie und 576 vertikale Linien
an.
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Die
Kamera und das Mikroskop wurden auf eine Fläche auf der Hautoberfläche fokussiert
und der Verschluss wurde geöffnet,
um Ultraviolettbestrahlung durchzulassen, und das Bild wurde in
einem verdunkelten Raum aufgenommen. Digitale Bilder wurden erlangt
und mit einem 2:1 Verhältnis
und einer 30-fachen Vergrößerung gesichert.
Nach Bilderlangung wurde der Vershluss verschlossen. Die Bilder
zeigten einen dunklen Hauthintergrund mit hellen weißen Flecken,
die für
die Gelb/Grünfluoreszenz von
Follikelbeeinträchtigungen
hinweisend sind und die Orange/Rotfluoreszenz von durch P. acnes
erzeugten Porphyrine.
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BEISPIEL 5
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Die
Vorrichtung von Beispiel 4 wird mit einem AOTF-Filter (Acoustic Optical Tuning Filter)
an der Vorderseite der Bestrahlungsquelle und vor der CCD-Kamera
modifiziert. Das AOTF-Filter erlaubt dem Untersucher, die ausgewiesenen
Wellenlängen, die
Breite des Bandpasses und die Wellenlänge eines Kurzpass- oder Langpassfilters
zu steuern.