WO2005002437A1 - Vorrichtung und verfahren für die bestimmung einer zulässigen bestrahlung der menschlichen haut mit uv-strahlung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren für die bestimmung einer zulässigen bestrahlung der menschlichen haut mit uv-strahlung Download PDF

Info

Publication number
WO2005002437A1
WO2005002437A1 PCT/DE2004/001391 DE2004001391W WO2005002437A1 WO 2005002437 A1 WO2005002437 A1 WO 2005002437A1 DE 2004001391 W DE2004001391 W DE 2004001391W WO 2005002437 A1 WO2005002437 A1 WO 2005002437A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radiation
sensor
skin
dose
measurement
Prior art date
Application number
PCT/DE2004/001391
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Hahl
Original Assignee
Manfred Holtkamp Elektro + Elektronik Geräte GmbH + Co.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Manfred Holtkamp Elektro + Elektronik Geräte GmbH + Co. filed Critical Manfred Holtkamp Elektro + Elektronik Geräte GmbH + Co.
Priority to DE112004001616T priority Critical patent/DE112004001616D2/de
Priority to CA002530875A priority patent/CA2530875A1/en
Priority to US10/562,585 priority patent/US20060151709A1/en
Priority to DE202004021309U priority patent/DE202004021309U1/de
Priority to EP04738837A priority patent/EP1638464A1/de
Publication of WO2005002437A1 publication Critical patent/WO2005002437A1/de

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0614—Tanning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0071—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by measuring fluorescence emission
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A61B5/445—Evaluating skin irritation or skin trauma, e.g. rash, eczema, wound, bed sore
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/0626—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N2005/0627—Dose monitoring systems and methods
    • A61N2005/0628—Dose monitoring systems and methods including a radiation sensor

Definitions

  • the invention relates to measuring devices and a method for determining the permissible radiation duration and / or radiation dose of the human skin with UV radiation, in particular with regard to the use of sun beds in tanning salons, but also for the preparation, for example, of a vacation in a high mountain region southern countries and the like.
  • UV radiation from the sun or a tanning bed responsible for tanning usually uses UV-A radiation with a wavelength of 315 (320) -380 (400) nm, UV-B radiation with a wavelength of 280-315 (320 ) nm and UV-C radiation with a wavelength of 100-280 nm.
  • UV-A radiation darkens existing, undyed melanin precursors, dopamines, stimulates the repair of ultraviolet-induced nucleic acid damage, light repair, and initiates light recovery, photorecovery.
  • UV-B radiation the biological harmful effects of UV-B radiation are intensified.
  • UV-A radiation which is often differentiated into UV-AI radiation with a wavelength between 340 nm and 400 nm and UV-A2 radiation with a wavelength between 315 nm and 340 nm, is for chronic damage to the skin connective tissue responsible, for example an elastosis or so-called aging skin with increased wrinkling.
  • UV-A radiation leads to photodermatoses and photodynamic reactions due to interactions with pathological metabolic products and certain pharmaceuticals.
  • UV-A2 radiation contributes to the acute and chronic harmful effects.
  • the longer-wave portion of UV-AI radiation causes hardly any damage to the nucleic acid or the skin connective tissue.
  • UV-A2 radiation component should also be labeled in order to indicate the danger of a radiator.
  • UV-B radiation causes sunburn, promotes pigment binding and leads to the formation of light swellings, a natural defense mechanism of the skin against UV radiation.
  • UV-B radiation in an uncontrolled and excessive dose leads to chronic light damage to the epidermis up to sun carcinomas. From a dermatological and medical point of view, the medium-wave ultraviolet radiation UV-B is therefore problematic for various reasons.
  • UV-C radiation is of no decisive importance here
  • UV radiation sources such as those used in tanning salons or the like, do not have such a radiation component.
  • the individuality of the skin's natural defense against UV radiation is the reason for the difficulties in determining the maximum radiation dose and / or the maximum radiation duration of a subject, in which negative health effects can be safely excluded.
  • the erythema-effective threshold radiation 250 J / m 2 for phototype II, 350 J / m 2 for phototype III and 450 J / m 2 for phototype IV is largely arbitrarily determined.
  • the natural, individual light calluses are also completely disregarded.
  • Irradiation time the physical properties of the UV lamp, regardless of whether it is the sun or a tanning bed or the like, are of crucial importance for determining a measure for the maximum irradiation time or a threshold dose. So the natural UV radiation depends on the location, the time of day, the cloud cover and the like.
  • the Radiation Protection Commission stipulates that artificial UV lamps should be operated and operated by specialist personnel monitored devices must not exceed an erythema-effective irradiance Eer of 0.3 W / m 2 in accordance with a sun erythema factor of 1. Likewise, the total irradiance of 1200 W / m 2 in the effective level must not be exceeded.
  • a maximum radiation duration of 8.33 minutes for a subject of type II results from the division of the erythema-effective threshold radiation of 250 J / m 2 and the max. Irradiance Eer of 0.3 W / m 2 .
  • UV radiators taken into account, for example. Aging or the replacement of tubes, the temperature fluctuations caused by the entire irradiation time of a sunbed, and the like. In addition, the correct use and cleaning of
  • Sunbeds or the like for example, the reflection behavior as well as the UV emission by curing, for example, acrylic cover plates, so that it can hardly be assumed that the manufacturer's information regarding the spectrum and the radiation power, for example of a sunbed, is also applicable.
  • Skin photosensitivity is limited to devices for color determination that are referred to as chromameters or Mexameter are known. These devices use optically visible radiation, for example white RGB light or spectrally subdivided radiation in the red, green, yellow or blue spectral range. However, since the scattering coefficient ⁇ s is larger than that in these wavebands
  • the object of the invention is to provide devices and methods which allow verifiable and reproducible statements regarding the maximum radiation dose and / or the maximum radiation duration of a test subject with a UV lamp.
  • Such a device is capable of determining the permissible radiation duration and / or radiation dose of the human skin with UV radiation, which has at least one UV emitter for emitting UV radiation, at least one UV sensor for recording the UV radiation in and / or UV radiation remitted on the skin and an evaluation device for determining the radiation absorption.
  • the UV radiator is designed such that it preferably irradiates the human skin locally, for example by a diode that emits UV radiation.
  • the UV radiation from a sunbed or the like can be used if, for example, an optical waveguide, if necessary. with suitable filter devices, the radiation emitted is directed to the skin of a test person.
  • the absorption of the applied UV radiation in the skin takes place precisely at the point or in the skin layers which are essential for the natural formation of light swellings, as a result of which in particular the density or the thickness of the layer of the melanin granules and that of the layer of Keratinocyte-absorbed melanosomes can be determined.
  • this scaling can be stored with a grid of the permissible threshold dose and exactly one threshold dose can be reproducibly assigned according to each measurement.
  • the device according to the invention allows a much finer resolution, for example between 1 and 10,000, and the measurement result is particularly reproducible and independent of subjective assessments .
  • the threshold dose is derived on the basis of the quantity of available melanin granules or melanosomes and can thus be kept well below erythema formation.
  • the UV lamp has a Emits UV radiation in which an absorption coefficient ⁇ a is greater than or equal to a scattering coefficient ⁇ s.
  • the UV lamp emits UV radiation of a wavelength smaller than the diameter of a cell nucleus.
  • a Rayleigh scattering in the cell tissue on, for example, collagen fibrils, supramolecules or cell membranes with which an exact thickness and density of a cell layer such as that of the melanin granules can be derived from the remission.
  • the absorption coefficient ⁇ s and the scattering coefficient ⁇ a are the same, a UV-sensitive skin can be easily recognized compared to a less sensitive one. If the scatter predominates, the skin is sensitive; if the absorption predominates, the skin type is less sensitive. Furthermore, the size and the formation and density of the melanosomes can be determined indirectly.
  • the cap-shaped melanosomes have an average edge length of approx. 350 nm. If the edge length is now shorter, the melanosomes are scattered strongly forward and strongly backward. As a result, a large part of the measuring radiation is reflected and by that UV sensor detected. If the edge length is approx.
  • the melanosomes are strongly radially scattered by UV radiation, which also impinges on neighboring cells and melanosomes, which means that absorption predominates.
  • absorption predominates.
  • edge lengths of the melanosomes there is again a strong forward and backward scattering, but a large part of the incident UV radiation is absorbed by the melanosomes and as a result predominates the absorption.
  • Suitable UV emitters are preferably those which emit UV radiation with a wavelength of 345 nm to 355 nm, in particular of 350 nm. With the latter value, the absorption coefficient ⁇ a is 12.3 cm “1 and the scattering coefficient ⁇ s is 12.5 cm “1 , which means that these coefficients are almost the same, but the absorption is still slightly predominant. For this purpose, reference may already be made to FIG. 1 here.
  • the at least one UV emitter and / or the at least one UV sensor is or are arranged in a housing of a hand-held measuring device.
  • An arrangement of both the UV radiator and the UV sensor in a common housing is preferred, whereby a measuring device that is independent of a further radiation source is provided.
  • a sunbed or the like can also serve as the radiation source.
  • Housing has a contact surface for laying on the skin of a subject and that the UV lamp and the UV sensor are arranged at an angle to each other such that a reflection of a beam on the optical axes of the UV lamp and the UV sensor in a Penetration depth of up to 1 mm below the contact surface.
  • a remission of the UV radiation is resumed by the UV sensor, which reflects the formation of swelling of light in the crucial skin layers, in particular those in which melanins are formed or those which contain the precursor dopainee, and that the melanin granules and those of the oxidized melanins.
  • Such a defined penetration depth is completely sufficient for tanning salons or the like, in particular even if an average value is formed from several measurements.
  • it can also be provided in a constructive configuration that the depth of penetration can be adjusted. It is then possible to individually measure the three layers of skin mentioned at a given location in an extremely exact manner and to determine the respective absorption capacity.
  • the optical axes of the UV radiator and the UV sensor span an angle ⁇ between 70 ° and 110 °, with a
  • Adjusting the angle ⁇ can vary the depth of penetration.
  • UV radiation intensity of a radiation source is stored and that the computer unit calculates the maximum radiation duration and / or radiation dose.
  • Such data on the erythema-effective UV radiation intensity can be made available by a spectral measurement of the radiation source by its manufacturer, for example.
  • an interface is provided, via which the individual data of a subject can be stored and called up.
  • Such an interface can be a chip card writing and / or reading device, which can then store, for example, the individual maximum radiation duration and / or radiation dose on a chip card, which data can then be read out by a control unit of a radiation source, which then automatically opens the correct, maximum radiation duration and / or radiation dose is set.
  • a control unit of a radiation source which then automatically opens the correct, maximum radiation duration and / or radiation dose is set.
  • such an interface can be designed as a USB or RS-232 interface, so that at least one radiation source can also be controlled directly or via a central computer via corresponding cable connections.
  • Wireless networks according to the prior art can also be used for such data transmission.
  • Different areas of the body of a test person can easily be distinguished, for example the trunk and face, if both areas are measured separately and, for example, a sunbed has UV lamps that can be controlled and regulated independently of one another.
  • a different irradiation power achieves the same radiation times for both radiation sources, for example.
  • a device is expedient, in particular in a combination with those described above
  • a housing has two pairs of UV sensors, the UV sensors in each pair being oriented in opposite directions and the two pairs being arranged rotated by 90 ° relative to one another.
  • the UV radiation in the tanning tunnel for example a sunbed
  • the UV radiation can be measured locally further, so that, for example, different radiation doses or radiation times can be taken into account in the head, neck and leg area in connection with the corresponding skin measurements.
  • the UV sensors are designed directly as UV sensors, but it is preferred that the UV sensors are formed by free ends of optical fibers.
  • optical fibers attenuate the recorded spectrum and, on the other hand, this makes it possible to use optical fibers on one common, second UV sensor to end, especially all four optical fibers.
  • a filter facial expression can be assigned to a free end of an optical waveguide, with one in particular being thought of by which the spectral weighting of the UV emitter used is adapted to the erythrema active curve.
  • the short-wave portion of the remitted radiation will experience a higher reflection at the input of the optical waveguide than the long-wave portion and the long-wave portion also an improved transmission.
  • the second UV sensor has a linear characteristic curve over the erythema-active spectrum.
  • an alternative and preferred is a characteristic curve of the second UV sensor that corresponds to the erythema-active spectrum.
  • the distance between a pair of UV sensors suitably corresponds to the height of a human body on a sunbed, a distance between approximately 20 cm and 35 cm.
  • the device according to the invention can then be opened in a simple manner for one or preferably for several measurements the support of a tanning bed is put on and pushed through the tanning tunnel, whereby there is an exact distance to the lower and upper radiation sources.
  • the device has a distance measuring device, for example on an ultrasound basis.
  • the UV radiation source is measured precisely in the area where the UV radiation strikes the body of a test subject.
  • a temperature sensor can also be provided, so that temperature compensation is also possible.
  • the measurement of the UV emitter or UV emitters can also take place in a controlled manner by the temperature sensor when their combustion wall temperature has reached an optimum value, for example after being switched on, which corresponds to that when a test person is irradiated.
  • Data from the measurement for example of a sunbed, is expediently stored in an assigned electronic database, so that the individual, maximum radiation duration and / or radiation dose is measured by the computer unit from the individual data of the subject from a measurement of the skin and the UV radiation source from a measurement of the same can be calculated and the UV radiation source (s) is / are also controlled directly via appropriate interfaces up to an automatic switch-off when the threshold dose is reached.
  • An overdose of UV radiation is largely excluded.
  • a method for determining the permissible radiation duration and / or radiation dose of the human skin with UV radiation preferably under Use of one of the devices described above, based on an individual measurement of the absorption of the erythema-effective UV radiation in a layer of the test person's skin forming a swell and the assignment of a threshold value of UV radiation.
  • This radiation can take place by means of direct UV radiation, for example by means of a UV diode or also via an optical waveguide. Fluorescence photometry offers an alternative to radiation.
  • An average value is expediently formed from a plurality of individual measurements by a computer unit, to which a threshold dose is further assigned.
  • three individual measurements are preferably carried out at different locations on the skin in order to take local differences of the skin into account.
  • the threshold value and the stored data of a UV radiation source for example taken from a data sheet, preferably from a direct measurement, the
  • Computer unit also determined a maximum radiation duration or radiation dose.
  • the method according to the invention can also be used during tanning of a test person.
  • both the changes in the UV radiation source (s) and the skin of a test person are monitored and this UV radiation source (s) is switched off when the UV defense is exhausted.
  • FIG. 3 shows a device according to the invention for determining the UV absorption of the skin and the measurement of a UV lamp
  • Fig. 4 shows in detail the arrangement of a UV lamp and a UV sensor of the device according to Fig. 3 and
  • Fig. 5 shows a section through the free end of an optical fiber.
  • FIG. 1 shows the absorption coefficient ⁇ a of the dimension l / cm and the scattering coefficient ⁇ s of the dimension l / cm over the wavelength of the light in nanometers.
  • the absorption coefficient ⁇ a has relative maxima in the blue area at around 400 nanometers and in the green area at around 550 nanometers.
  • the absorption is due to the hemoglobin, in other words in such deep skin layers that do not allow any statement about swelling of light for the UV range.
  • Mie scatterers are scattered, which are essentially forward or forward and backward sprinkle aligned. This is due to the longer wavelength of visible light compared to the dimensions of the absorbing structures such as cell nuclei, mitochondria or organelles. As a result, known devices that work with visible light could only detect one reflection.
  • UV radiation is provided for determining the permissible radiation duration and / or radiation dose, which preferably has a wavelength between 345 nanometers to 355 nanometers and in particular a wavelength of 350 nanometers.
  • Figure 1 shows that there is the scattering coefficient microseconds with a value of 12.3 cm "1 uA the absorption coefficient of 12.5 cm" 1 corresponds to the greatest possible extent, even if the absorption prevails there.
  • the density and / or the thickness of the melanin granules and / or the melanosomes embedded in the layer in keratinocytes and thus a statement about the effectiveness of a can be derived from the rays 3 representing the remission Bumps of light meet and can be based on this in turn specify a threshold dose. This should be well below that of erythema formation in order to reliably rule out damage.
  • an individual measurement of the absorption of the erythema-effective UV radiation can take place in a layer of the skin of a subject forming a swell, which measurements can then be assigned a threshold value of UV radiation by a computer unit, the UV radiation being direct or by means of fluorescence photometry can be done.
  • a mean value is expediently calculated from a plurality of individual measurements at different locations, so that a threshold value can be assigned to an average value of the skin, possibly also for differently irradiated parts of the body.
  • a device 5 according to FIG. 3 is provided for carrying out the measuring method, which is shown only schematically there.
  • the device 5 according to FIG. 3 has a measuring device 6 with an evaluation device (not shown) for determining a radiation absorption, which is emitted via a UV lamp 7, according to FIG. 4, for example in the form of a diode, for emitting UV radiation and a UV sensor 8 for receiving the UV radiation remitted in and / or on the skin.
  • the UV lamp 7 and the UV sensor 8 are designed as a hand-held measuring device within a common housing 9
  • the measuring device 6 or the device 5 has a support surface 10 which is placed on the skin 11 of a subject, see FIG. 4 therefore the UV lamp 7 and the UV sensor 8 are always correctly positioned with respect to the skin 11.
  • Layers of the skin are measured at a depth of approximately 0.5 mm to 1 mm, that is to say a reflection of a beam on the optical axis 12 of the UV lamp 7 and the optical axis
  • the penetration depth adjustable for example in which the height and / or the distance of the UV lamp 7 and the UV sensor 8 can be adjusted above the support surface 10 or the angle between the optical axes 12, 13, which in particular has values from 70 ° to 110 °.
  • a computer unit preferably calculates an average value from a plurality of measurements on the skin by means of the measuring device 6 and assigns a threshold dose to it. This can be done using a display
  • the proportion of the erythema-effective ones is expedient in an electronic memory (not shown) in the device 5 or in an external memory
  • UV radiation intensity of one or more radiation sources is stored and, after selection of the radiation source, the computer unit can calculate the maximum radiation duration and / or radiation dose and display this on the display 14.
  • the device 5 also has three interfaces, via which the individual data of a subject and / or the data of a UV lamp could be stored externally and called up again.
  • one or more radiation sources can be controlled via one of these interfaces, possibly also via a central computer, and the predetermined maximum radiation duration and / or radiation dose can be specified in this way.
  • Such an interface can be a chip card reading and writing device 15, which is only indicated here by a slot.
  • a cap 16 Appropriately covered by a cap 16 and thus protected from contamination, for example an RS-232 interface 17 and / or a USB interface 18 are also provided next to a reset switch 19 for direct connection to a computer.
  • Wireless interfaces can also be used alternatively or additionally.
  • the device 5 also has two pairs of UV sensors 20-23, which are formed by the free ends of optical waveguides 24-27 and which in each case in opposite, parallel housing walls 28-31 of the essentially rectangular housing 9 are oriented such that a pair of UV sensors 20, 21 and 22, 23 are oriented in opposite directions, the respective pairs of UV sensors 20, 21 and 22, 23 being rotated by 90 ° with respect to one another. In this way, the radiation can essentially be measured in one plane over a complete circular arc of 360 °.
  • the free end 37 of an optical waveguide 38 can be arranged within a housing 39, the shape of which is largely based on that of a signal lamp to be installed in a panel with a head 40 and a foot 41 with an external thread 42, cf. Fig. 5.
  • the housing 39 further accommodates a filter facial expression which is assigned to the free end 37 of the optical waveguide.
  • the filter facial expressions exist in the embodiment according to. 5 from a plastic disc 43 held freely by the head 40 in front of the end 37 of the optical waveguide 38 and two further plastic discs 44, 45 pushed onto the optical waveguide 38 and held by the foot 41, for this purpose with central, conical bores 46, 47 are provided.
  • the device 5 can be easily mounted on a housing wall 29 designed as a flat bottom after removing the cap 16 on the lying surface of a tanning bed, for example to make several measurements along its length, such as in the head, neck or leg area.
  • the resulting UV radiation is received by the UV sensors 20-23 and fed via the optical fibers 24-27 to a common, second UV sensor 33, so that an average value of the irradiance is formed, it being possible to think about different measuring ranges to provide the UV spectrum.
  • the measured radiation power of a sunbed then serves as the basis for calculating the maximum radiation duration, for which purpose this data can be stored internally or externally, which can then be called up via one of the interfaces 15, 17, 18.
  • a distance measuring device 34 can also be provided so that the correct distance from a radiation source can always be maintained.
  • a temperature sensor 35 also allows different temperatures to be taken into account, for example after a long or short lighting time of a radiator.
  • the temperature sensor 35 only allows a UV radiation source to be measured when its combustion wall temperature corresponds to the norm.
  • the device according to the invention is preferably supplied with power via rechargeable batteries, for the charging of which a plug connection 36 for a power supply unit is ultimately provided.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

Um verifizierbare und reproduzierbare Aussagen hinsichtlich der maximalen Strahlendosis und/oder der maximalen Bestrahlungszeit eines Probanden mit einer UV-Strahlungsquelle vornehmen zu können, wird eine Vorrichtung für die Bestimmung der zulässigen Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis vorgeschlagen, die einen UV-Strahler (7) für die Abgabe einer UV-Strahlung, einen UV-Sensor (8) für die Aufnahme der in und/oder an der Haut remittierten UV-Strahlung und eine Auswertevorrichtung für die Bestimmung der Strahlungsabsorption aufweist. Insbesondere mit einer derartigen Vorrichtung erfolgt eine individuelle Vermessung der Absorption der Erythem wirksamen UV-Strahlung in einer eine Lichtschwiele ausbildenden Schicht der Haut eines Probanden, wobei eine Zuordnung eines Schwellenwertes einer UV-Bestrahlung erfolgt.

Description

Vorrichtung und Verfahren für die Bestimmung einer zulässigen Bestrahlung der menschlichen Haut mit UV-Strahlung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft Messvorrichtungen und ein Verfahren für die Bestimmung der zulässigen Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis der menschlichen Haut mit UV-Strahlung, insbesondere im Hinblick auf die Nutzung von Sonnenbänken in Sonnenstudios, aber auch für die Vorbereitung bspw. eines Urlaubs in einem Hochgebirge, in südlich gelegenen Ländern und dergleichen mehr.
Viele Menschen sind sich nicht bewusst, dass die Haut bereits an einem verlängerten Wochenende oder an einem einzigen Tag übertriebener Sonnenexposition oft schwerwiegende, irreversible Schädigungen erleiden kann. Insbesondere sind Personen mit winterblasser Haut auch im mitteleuropäischen Sommer in einem hohen Maß gefährdet .
Um einer Schädigung der Haut bspw. in Form eines Sonnenbrandes vorzubeugen, wird vielfach empfohlen, vor einem Urlaub oder einer Reise ein Sonnenstudio aufzusuchen und die Haut durch Bestrahlung auf einer Sonnenbank mit insbesondere einem Licht mit einem hohen UV-Strahlungsanteil an eine derartige Bestrahlung zu gewöhnen, wobei die Haut durch Bräunung einen natürlichen Schutz vor der UV-Strahlung entwickelt.
Neben dieser Schutzfunktion empfinden viele Menschen eine Bräunung auch als ästhetisch, weshalb sie auch ohne zwingenden Grund Sonnenstudios aufsuchen. Bei der für die Bräunung erantwortlichen UV-Strahlung der Sonne oder einer Sonnenbank wird üblicherweise eine UV-A-Strahlung einer Wellenlänge von 315 (320) -380 (400) nm, eine UV-B-Strahlung einer Wellenlänge von 280-315(320) nm sowie einer UV-C-Strahlung einer Wellenlänge von 100-280 nm unterschiede .
Die UV-A-Strahlung dunkelt in der Haut vorhandene, ungefärbte Melaninvorstufen, Dopamine, regt die Reparatur ultraviolett induzierter Nukleinsäureschäden an, Leight-Repair, und leitet die Lichterholung ein, Photorecovery. Andererseits werden jedoch die biologischen Schadeffekte der UV-B-Strahlung intensiviert .
Die UV-A-Strahlung, die vielfach auch in eine UV-AI-Strahlung einer Wellenlänge zwischen 340 nm und 400 nm und einer UV-A2 -Strahlung einer Wellenlänge zwischen 315 nm und 340 nm unterschieden wird, ist für die chronische Schädigung des Hautbindegewebes verantwortlich, bspw. einer Elastose oder sog. Altershaut mit erhöhter Faltenbildung. Darüber hinaus führt UV-A-Strahlung aufgrund von Wechselwirkungen mit krankhaften Stoffwechselprodukten und bestimmten Pharmaka zu Photodermatosen und fotodynamischen Reaktionen.
Der kurzwellige Anteil der UV-A2-Strahlung trägt zu den akuten und zu den chronischen Schadwirkungen bei. Der längerwellige Anteil der UV-AI-Strahlung verursacht hingegen kaum Schädigungen der Nukleinsäure oder des Hautbindegewebes. Bei einer kosmetischen Bräunung sollte von daher nicht nur UV-B-Strahlung in äußerst wohldosierter Form verabreicht werden, sondern es sollte auch eine Kennzeichnung des UV-A2 -Strahlungsanteils erfolgen, um auf die Gefährlichkeit eines Strahlers hinzuweisen. Die UV-B-Strahlung verursacht den Sonnenbrand, fördert die Pigmentbindung und führt zur Ausbildung einer LichtSchwiele, ein natürlicher Abwehrmechanismus der Haut gegenüber einer UV-Bestrahlung. UV-B-Strahlung in unkontrollierter und übererhöhter Dosis führt jedoch weiter zu chronischen Lichtschaden der Oberhaut bis hin zu Sonnenkarzinomen. Damit ist aus dermatologischer und erscheinungsmedizinischer Sicht die mittelwellige Ultraviolett-Strahlung UV-B aus den verschiedenen Gründen problematisch.
Erstens führt sie zu einem Sonnenbrand, wenn die Erythemschwelle, die Schwelle für die Auslösung einer Rötung der Haut, überschritten wird. Weiter führen wiederholte Überlastungen der Haut mit UV-B-Strahlung auch ohne Sonnenbrand zu chronischen Lichtschäden wie einer
Frühalterung der Haut, Prägkanzerosen oder gar Hautkrebs. Bereits bei Erreichen von 60% der Erythemschwelle ist der chronische Lichtschaden sicher. Die geringste UV-B-Dosis, die gerade noch zu einer Rötung, der Erythemschwelle, führt, ist individuell verschieden. So ist neben einer starken Abhängigkeit vom Pigmentierungstyp auch der Grad der aufgebauten Lichtschwiele, der natürlichen Abwehr der Haut gegenüber der UV-Strahlung, ausschlaggebend.
Die UV-C-Strahlung ist hier von keiner entscheidenden
Bedeutung, da bekannte UV-Strahlungsquellen, wie sie in Sonnenstudios oder dergleichen Verwendung finden, einen solchen Strahlungsanteil nicht aufweisen.
Die Individualität der natürlichen Abwehr der Haut gegenüber der UV-Strahlung begründet die Schwierigkeiten, die maximale Strahlendosis und/oder die maximale Bestrahlungsdauer eines Probanden zu ermitteln, bei denen negative gesundheitliche Folgen sicher ausgeschlossen werden können. Für die Festlegung dieser Maximalwerte stehen ausschließlich phänomenologische Kriterien zur Verfügung, die sogenannte Foto- oder HauttypenbeStimmung, bei der aufgrund einer visuelle Beurteilung des Probanden nach der Farbe der Augen, der Haare, der Anzahl der Sommersprossen, der Farbe des natürlichen Teints und der Brustwarzen sowie der Hautreaktion in der Sonne eine Klassifizierung in vier, manchmal in fünf Fototypen erfolgt, welche Klassifizierung dann als ein Maß einer zulässigen Obergrenze einer Schwellenbestrahlung herangezogen wird. So wird bspw. für die Bestimmung der Höchstbestrahldauer die erythemwirksame Schwellenbestrahlung von 250 J/m2 für den Fototyp II, 350 J/m2 für den Fototyp III und 450 J/m2 für den Fototyp IV weitgehend willkürlich festgelegt. Neben einer nicht verifizierbaren Klassifizierung in lediglich vier oder fünf Fototypen bleibt darüber hinaus die Berücksichtigung der natürlichen, individuellen Lichtschwiele völlig außer acht.
Neben dieser im Wesentlichen willkürlichen Einteilung der Probanden in Fototypen und einer daraus resultierenden Empfehlung für die max. UV-Strahlendosis und die max.
Bestrahlungsdauer sind die physikalischen Eigenschaften des UV-Strahlers, unabhängig davon, ob dies die Sonne oder eine Sonnenbank oder dergleichen ist, von entscheidender Bedeutung für die Festlegung eines Maßes für die maximale Bestrahlungsdauer oder eine Schwellendosis. So ist die natürliche UV-Strahlung abhängig vom Ort, von der Tageszeit, von der Bewölkung und dergleichen mehr.
Basierend auf der Einteilung in Fototypen sind zulässige Strahlendosen von UV-Bestrahlungsgeräten lediglich durch
Richtlinien bspw. der FDA (Food and Drug Administration) in den USA oder der EU-Kommission in Europa festgelegt. Für die künstlichen UV-Strahler wird durch die Strahlenschutz-Kommission bspw. in Deutschland weiter vorgeschrieben, dass von Fachpersonal betriebene und beaufsichtigte Geräte in ihrer Wirkungsebene eine erythemwirksame Bestrahlungsstärke Eer von 0,3 W/m2 entsprechend einem Sonnenerythemfaktor von 1 nicht überschreiten dürfen. Ebenso darf die gesamte Bestrahlungsstärke von 1200 W/m2 in der Wirkungsebene nicht überschritten werden.
Abhängig von dieser Norm ergibt sich dann bspw. eine maximale Bestrahlungsdauer von 8,33 Minuten für einen Probanden des Fototyps II aus der Division der erythemwirksamen Schwellenbestrahlung von 250 J/m2 und der max. Bestrahlungsstärke Eer von 0,3 W/m2.
Eine exakte Bestimmung von Zeit und Intensität einer UV-Bestrahlung bei einer ausgebildeten Lichtschwiele, aufgetragenen Sonnenschutzmitteln, Kosmetika oder dergleichen ist praktisch jedoch nicht möglich.
Durch diese im wesentlichen empirischen Vorgaben wird weiter in keiner Weise der Änderung insbesondere künstlicher
UV-Strahler Rechnung getragen, bspw. einer Alterung oder dem Austausch von Röhren, den Temperaturschwankungen, hervorgerufen durch die gesamte Bestrahlungsdauer einer Sonnenbank, und dergleichen mehr. Darüber hinaus ändert sich auch bei der sachgemäßen Nutzung und der Reinigung von
Sonnenbänken oder dergleichen bspw. das Reflektionsverhalten wie auch die UV-Emission durch Aushärtung von bspw. Acrylabdeckscheiben, so dass kaum davon ausgegangen werden kann, dass die Herstellerangaben betreffend das Spektrum und die Strahlungsleistung bspw. einer Sonnenbank auch zutreffend sind.
Der Stand der Technik für die Bestimmung der
Photosensibilität der Haut beschränkt sich auf Vorrichtungen zur Farbbestimmung, die unter Bezeichnungen wie Chromameter oder Mexameter bekannt sind. Diese Vorrichtungen verwenden optisch sichtbare Strahlungen, bspw. weißes RGB-Licht oder spektral untergliederte Strahlungen im roten, grünen, gelben oder blauen Spektralbereich. Da in diesen Wellenbereichen jedoch der Streukoeffizient μs größer als der
Absorptionskoeffizient μa der Haut ist, vergleiche Fig. 3, kann lediglich eine direkte Reflektion an der Haut vermessen werden, da das Maß der oberflächig reflektierte Strahlung stets höher ist als das der absorbierten. Von daher sind solche Geräte nicht geeignet, Hinweise auf eine Beschränkung einer UV-Strahlendosis oder der Bestrahlungsdauer für einen Probanden zu geben.
Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, Vorrichtungen und Verfahren zur Verfügung zu stellen, die verifizierbare und reproduzierbare Aussagen hinsichtlich der maximalen Strahlendosis und/oder der maximalen Bestrahlungsdauer eines Probanden mit einem UV-Strahler erlauben.
Solches vermag eine Vorrichtung für die Bestimmung der zulässigen Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis der menschlichen Haut mit UV-Strahlung zu leisten, die wenigstens einen UV-Strahler für die Abgabe einer UV-Strahlung, wenigstens einen UV-Sensor für die Aufnahme der in und/oder an der Haut remittierten UV-Strahlung und eine Auswertevorrichtung für die Bestimmung der Strahlungsabsorption aufweist.
Hierzu ist der UV-Strahler derart ausgebildet, dass er bevorzugt lokal die menschliche Haut bestrahlt, bspw. ausgebildet durch eine eine UV-Strahlung abgebende Diode. Alternativ kann die UV-Strahlung einer Sonnenbank oder dergleichen herangezogen werden, wenn über bspw. einen Lichtwellenleiter, ggfls. mit geeigneten Filtervorrichtungen, die abgegebene Strahlung an die Haut eines Probanden geleitet wird.
Die in die Haut eingedrungene, dort gestreute und danach remittierte UV-Strahlung wird von dem UV-Sensor empfangen und es kann von einer Auswertevorrichtung dann die Strahlungsabsorption ermittelt werden. Bezeichnenderweise erfolgt die Absorbierung der aufgebrachten UV-Strahlung in der Haut genau an der Stelle bzw. in den Hautschichten, die für eine natürliche Ausbildung einer Lichtschwiele wesentlich sind, wodurch insbesondere die Dichte bzw. die Dicke der Schicht der Melaningranula und die der Schicht der von Keratinozythen aufgenommenen Melanosomen bestimmbar wird.
Entsprechend dem Remissionsgrad, bspw. angesetzt zwischen 0% und 100%, kann dieser Skalierung ein Raster der zulässigen Schwellendosis hinterlegt und exakt eine Schwellendosis entsprechend einer jeden Messung reproduzierbar zugeordnet werden.
Im Vergleich zu der bisherigen Einteilung in lediglich vier oder fünf Fototypen durch eine Inaugenscheinnahme durch ein lediglich angelerntes Bedienpersonal erlaubt die Vorrichtung nach der Erfindung eine sehr viel feinere Auflösung, bspw. zwischen 1 und 10000, und ist das Messergebnis insbesondere reproduzierbar und unabhängig von subjektiven Einschätzungen. Darüber hinaus erfolgt die Herleitung der Schwellendosis in Anlehnung an die Quantität der verfügbaren Melaningranula bzw. Melanosomen und kann damit deutlich unter einer Erythembildung gehalten werden.
Für eine ausreichende Qualität der Messung und der Bestimmung der Strahlungsabsorption durch eine Auswertevorrichtung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der UV-Strahler eine UV-Strahlung abgibt, bei der ein Absorptionskoeffizient μa größer oder gleich ist einem Streukoeffizient μs .
Hierzu wird weiter vorgesehen sein, dass der UV-Strahler eine UV-Strahlung einer Wellenlänge kleiner als der Durchmesser eines Zellkerns abstrahlt. Infolge dessen erfolgt eine radiale Streuung, eine Rayleigh-Streuung im Zellgewebe an bspw. Kollagenfibrillen, Supramolekülen oder Zellmembranen, womit eine exakte Dicke und Dichte einer Zellschicht wie die der Melaningranula aus der Remission herleitbar ist.
Infolge dieser Maßnahme erfolgt eine exakte Bestimmung der Absorption an einer LichtSchwiele, da bei größeren Wellenlängen, entsprechend den bekannten Vorrichtungen, im sichtbaren Bereich des Lichtes eine vorwärts bzw. vorwärts und rückwärts ausgerichtete Streuung an Mie-Streuern auftritt, bspw. an Zellkernen, Mitochondrien oder Organellen, wodurch eine Ermittlung einer Lichtschwiele äußerst problematisch ist, da schon durch die Beschaffenheit der Hautoberfläche selbst, applizierte Kosmetika,
Durchblutungsschwankungen und dergleichen mehr zu erheblichen Abweichungen der Messergebnisse untereinander führen.
Sind der Absorptionskoeffizient μs und der Streukoeffizient μa gleich, kann in einfacher Weise eine UV-empfindliche Haut gegenüber einer weniger empfindlichen erkannt werden. Überwiegt die Streuung, so ist die Haut empfindlich, überwiegt die Absorption, so liegt ein wenig empfindlicher Hauttyp vor. Weiter kann, indirekt, eine Bestimmung der Größe und der Ausbildung und Dichte der Melanosomen vorgenommen werden. Die Melanosomen mit ihrer kappenförmigen Ausbildung weisen durchschnittlich eine Kantenlänge von ca. 350 nm auf. Ist nun die Kantenlänge geringer, erfolgt eine Streung an den Melanosomen stark vorwärtig und stark rückwärtig. Infolge wird ein Grossteil der Messstrahlung reflektiert und von dem UV-Sensor erfasst . Beträgt die Kantenlänge ca. 350 nm erfolgt an den Melanosomen eine stark radial ausgeprägte Streuung der UV-Strahlung, die hierdurch auch auf benachbarte Zellen und Melanosomen auftrifft, womit die Absorption überwiegt. Bei größeren Kantenlängen der Melanosomen erfolgt zwar wieder eine stark vorwärtig und rückwärtig ausgeprägte Streuung, aber ein Großteil der auftreffenden UV-Strahlung wird durch die Melanosomen absorbiert und überwiegt infolgedessen die Absorption.
Geeignete UV-Strahler sind bevorzugt solche, die eine UV-Strahlung einer Wellenlänge von 345 nm bis 355 nm ausstrahlen, insbesondere von 350 nm. Bei dem letztgenannten Wert beträgt der Absorptionskoeffizient μa 12,3 cm"1 und der Streukoeffizient μs 12,5 cm"1, womit diese Koe fizienten nahe zu gleich sind, aber die Absorption geringfügig noch überwiegt. Dazu darf bereits hier auf die Fig. 1 verwiesen werden.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine UV-Strahler und/oder der wenigstens eine UV-Sensor in einem Gehäuse eines Hand-Messgerätes angeordnet ist bzw. sind. Bevorzugt wird hierbei eine Anordnung sowohl des UV- Strahlers als auch des UV-Sensors in einem gemeinsamen Gehäuse, womit ein von einer weiteren Strahlungsquelle unabhängiges Messgerät zur Verfügung gestellt wird. Alternativ kann jedoch auch als Strahlungsquelle die einer Sonnenbank oder dergleichen dienen.
In konstruktiver Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das
Gehäuse eine Auflagefläche für das Auflegen auf die Haut eines Probanden aufweist und dass der UV-Strahler und der UV-Sensor unter einem Winkel zu einander angeordnet sind derart, dass eine Reflektion eines Strahls auf den optischen Achsen des UV-Strahlers und des UV-Sensors in einer Eindringtiefe von bis zu 1 mm unterhalb der Auflagefläche erfolgt. Infolge dieser Maßnahme wird eine Remission der UV-Bestrahlung von dem UV-Sensor wieder aufgenommen, die die Ausbildung einer Lichtschwiele in den entscheidenden Hautschichten wieder spiegelt, insbesondere die, in denen Melanine gebildet werden bzw. die, die Vorstufe Dopa ine enthalten, sowie die der Melaningranula und die der oxidierten Melanine.
Für Sonnenstudios oder dergleichen ist eine derartige, festgelegte Eindringtiefe völlig ausreichend, insbesondere auch dann, wenn ein Mittelwert aus mehreren Messungen gebildet wird. Bei speziellen Anwendungen, bspw. bei der Lichttherapie, kann in konstruktiver Ausgestaltung jedoch auch vorgesehen sein, dass die Eindringtiefe einstellbar ist. Es können dann individuell an einem vorgegebenen Ort in äußerst exakter Weise die genannten drei Schichten der Haut jeweils gesondert vermessen und das jeweilige Absorptionsvermögen ermittelt werden.
In konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die optischen Achsen des UV-Strahlers und des UV-Sensors einen Winkel α zwischen 70° und 110° aufspannen, wobei durch ein
Einstellen des Winkels α eine Variation der Eindringtiefe erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Höhe und/oder der Abstand des UV-Strahlers und des UV-Sensors über der Auflagefläche für eine Variation der Eindringtiefe einstellbar ist.
Da die Ausbildung einer Lichtschwiele über die Gesamtfläche der Haut nicht gleichmäßig erfolgt, bspw. in der regelmäßig der Sonnenbestrahlung ausgesetzten Bereichen der Haut deutlich anders ist als in den Bereichen, die zumeist von Kleidungsstücken überdeckt sind, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn aus mehreren Messungen, bspw. drei Messungen, ein Mittelwert gebildet wird, wozu zweckmäßigerweise die Vorrichtung eine Rechnereinheit aufweist . Diese kann dann weiter einer Messung und/oder wird bevorzugt dem Mittelwert aus mehreren Messungen eine Schwellendosis zuordnen. Solches wird immer dann zweckmäßig sein, wenn eine einzelne UV-Strahlungsquelle Verwendung findet.
Um auch dem Unsicherheitsfaktor UV-Strahler gerecht zu werden, kann weiter vorgesehen sein, dass in einem elektronischen Speicher der Anteil der erythemwirksamen
UV-Strahlungsstärke einer Strahlungsquelle abgespeichert ist und dass die Rechnereinheit die maximale Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis berechnet. Solche Daten der erythemwirksamen UV-Strahlungsstärke können durch eine spektrale Vermessung der Strahlungsquelle durch deren Hersteller bspw. zur Verfügung gestellt werden.
In weiterer konstruktiver Ausgestaltung ist ein Interface vorgesehen, über das individuelle Daten eines Probanden abgespeichert und aufgerufen werden können. Ein solches Interface kann eine Chipkarten-Schreibe- und/oder Lesevorrichtung sein, welches auf einer Chipkarte dann die individuelle maximale Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis bspw. abspeichern kann, welche Daten dann wiederum von einer Steuereinheit einer Strahlungsquelle ausgelesen werden kann, die dann automatisch auf die richtige, maximale Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis einstellt wird. Alternativ ist ein solches Interface als USB- oder als RS-232-Schnittstelle auslegbar, so dass unmittelbar oder über einen Zentralrechner über entsprechende Kabelanschlüsse wenigstens eine Strahlungsquelle auch angesteuert werden kann. Kabellose Netzwerke gemäß des Standes der Technik können ebenfalls für eine solche Datenübertragung Verwendung finden. Es können problemlos dabei auch unterschiedliche Körperbereiche eines Probanden unterschieden werden, bspw. Rumpf und Gesicht, wenn beide Bereiche gesondert vermessen werden und bspw. eine Sonnenbank über unabhängig voneinander Steuer- bzw. regelbare UV-Strahler verfügt. Dabei kann insbesondere weiter daran gedacht sein, dass durch eine unterschiedliche BeStrahlungsleistung eine für hier beispielhaft beide Strahlungsquellen gleichlange Bestrahlungszeiten erreicht werden.
Sollen die physikalische Änderungen der UV-Strahlungsquelle auch berücksichtigt werden oder bspw. bei einer Sonnenbank unterschiedliche Verteilungen von UV-Strahlung über die Länge derselben, ist eine Vorrichtung zweckmäßig, insbesondere in einer Kombination mit den voran stehend beschriebenen
Merkmalen, bei der ein Gehäuse zwei Paare von UV-Aufnehmern aufweist, wobei bei jedem Paar die UV-Aufnehmer entgegengesetzt orientiert sind und die beiden Paare um 90° gegeneinander verdreht angeordnet sind. Infolge dieser Maßnahme ist die UV-Strahlung in dem Bräunungstunnel bspw. einer Sonnenbank von allen Seiten über einen Kreisbogen von 360° vermeßbar. Durchgeführt durch den Bräunungstunnel einer Sonnenbank kann die UV-Strahlung weiter lokal vermessen werden, so dass bspw. im Kopf-, im Nacken- und im Beinbereich unterschiedliche Strahlungsdosen bzw. Bestrahlungszeiten in Verbindung mit den entsprechenden Hautmessungen problemlos berücksichtigt werden können.
In konstruktiver Ausgestaltung kann vorgesehen sein, die UV-Aufnehmer unmittelbar als UV-Sensoren auszubilden, bevorzugt wird jedoch, dass die UV-Aufnehmer durch freie Enden von Lichtwellenleitern ausgebildet werden. Zum einen dämpfen Lichtwellenleiter das aufgenommene Spektrum und zum anderen ist es hierdurch möglich, Lichtwellenleiter auf einem gemeinsamen, zweiten UV-Sensor enden zu lassen, insbesondere alle vier Lichtwellenleiter.
Jedoch kann einem freien Ende eines Lichtwellenleiters eine Filtermimik zugeordnet sein, wobei insbesondere an eine solche gedacht ist, durch die die spektrale Gewichtung des verwendeten UV-Strahlers der Erythremawirkkurve angepasst wird. Dabei wird der kurzwellige Anteil der remittierten Strahlung eine höhere Reflektion am Eingang des Lichtwellenleiters erfahren als der langwellige und der langwellige Anteil darüber hinaus eine verbesserte Transmission .
Es kann vorgesehen sein, dass der zweite UV-Sensor eine lineare Kennlinie über das erythemwirksame Spektrum aufweist.
Alternativ und bevorzugt wird jedoch eine Kennlinie des zweiten UV-Sensors, die dem erythemwirksamen Spektrum entspricht .
In beiden Fällen wird bevorzugt auch wieder daran gedacht, eine Referenzwellenlänge von 350 nm vorzusehen, da eine Vielzahl der in Rede stehenden UV-Strahler im Bereich dieser Wellenlänge ein Emissionsmaximum aufweisen. Emissionsmaxima von 360 nm bis 370 nm beeinflussen den Messwert bei 350 nm kaum, da diese Spitzen maximal 20% höher liegen als der Emissionswert bei 350 nm. Dem steht nicht entgegen, mehrere Messbereiche gem. der eingangs angesprochenen Untergliederung des UV-Spektralbereichs vorzusehen.
Zweckmäßigerweise entspricht der Abstand eines Paares der UV-Aufnehmer der Höhe eines menschlichen Körpers auf einer Sonnenbank, einem Abstand etwa zwischen 20 cm und 35 cm. Es kann dann in einfacher Weise die Vorrichtung nach der Erfindung für eine oder bevorzugt für mehrere Messungen auf die Auflage einer Sonnenbank aufgesetzt und durch den Bräunungstunnel geschoben werden, wobei ein exakter Abstand zu unteren und oberen Strahlungsquellen gegeben ist.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung über eine Abstandsmessvorrichtung verfügt, bspw. auf Ultraschalbasis. Auch infolge dieser Maßnahme wird exakt im Bereich des Auftreffens der UV-Strahlung auf den Körper eines Probanden der UV-Strahlungsquelle vermessen.
Auch kann in weiterer Ausgestaltung ein Temperatursensor vorgesehen sein, so dass auch eine Temperaturkompensation ermöglich ist. In Weiterbildung der Erfindung kann dann auch durch den Temperatursensor gesteuert die Vermessung des bzw. der UV-Strahler erfolgen, wenn deren Brennwandtemperatur bspw. nach einem Einschalten einen optimalen Wert erreicht hat, der dem bei einer Bestrahlung eines Probanden entspricht .
Daten aus der Vermessung bspw. einer Sonnenbank werden zweckmäßigerweise in einer zugeordneten elektronischen Datenbank hinterlegt, womit von der Rechnereinheit aus den individuellen Daten des Probanden aus einer Vermessung der Haut und der UV-Strahlungsquelle aus einer Vermessung derselben die individuelle, maximale Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis berechnet werden kann und über entsprechende Interfaces auch die UV-Bestrahlungsquelle (n) unmittelbar angesteuert wird bzw. werden bis hin zu einer automatischen Abschaltung bei Erreichen der Schwellendosis. Eine Überdosierung einer UV-Bestrahlung ist damit weitestgehend ausgeschlossen.
Entsprechend wird bei einem Verfahren für die Bestimmung der zulässigen Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis der menschlichen Haut mit UV-Strahlung, vorzugsweise unter Verwendung einer der voran stehend beschriebenen Vorrichtungen, auf eine individuelle Vermessung der Absorption der erythemwirksamen UV-Strahlung in einer eine Lichtschwiele ausbildenden Schicht der Haut eines Probanden und die Zuordnung eines Schwellenwertes einer UV-Bestrahlung abgestellt. Diese Bestrahlung kann mittels einer direkten UV-Bestrahlung bspw. mittels einer UV-Diode oder auch über einen Lichtwellenleiter erfolgen. Eine Bestrahlungsalternative bietet die Fluoreszenzphotometrie .
Zweckmäßigerweise wird aus mehreren Einzelmessungen von einer Rechnereinheit ein Mittelwert gebildet, dem eine Schwellendosis weiter zugeordnet wird.
Bevorzugt erfolgen bspw. drei Einzelmessungen an verschiedenen Orten der Haut, um lokale Unterschiede der Haut zu berücksichtigen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass Einzelmessungen in verschiedenen Hauttiefen erfolgen, um die Lichtschwiele in bestimmten Hautschichten zu ermitteln.
Aus dem Schwellenwert und den hinterlegten Daten einer UV-Strahlungsquelle, bspw. einem Datenblatt entnommen, bevorzugt aus einer direkten Vermessung, wird dann von der
Rechnereinheit noch eine maximale Bestrahlungsdauer bzw. Bestrahlungsdosis ermittelt.
In vorteilhafter Weise kann das Verfahren nach der Erfindung auch während einer Besonnung eines Probanden Anwendung finden. Gleichsam in time werden sowohl die Änderungen der UV-Strahlungsquelle (n) und der Haut eines Probanden überwacht und erfolgt eine Endabschaltung dieser UV-Strahlungsquelle (n) bei einer Erschöpfung der UV-Abwehr. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung naher erläutert, in der lediglich schematisch ein Ausfuhrungsbeispiel und Diagramme dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 in einem Diagramm gestrichelt den Streukoeffizienten μs und den Absorptionskoeffizienten μa über der in Nanometern angegebenen Wellenlange,
Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Remission,
Fig. 3 eine Vorrichtung nach der Erfindung zur Bestimmung der UV-Absorption der Haut und der Vermessung eines UV-Strahlers,
Fig. 4 im Detail die Anordnung eines UV-Strahlers und eines UV-Sensors der Vorrichtung nach Fig. 3 und
Fig. 5 einen Schnitt durch das freie Ende eines Lichtwellenleiters .
Figur 1 zeigt durchgezogen den Absorptionskoeffizienten μa der Dimension l/cm und des Streukoeffizienten μs der Dimension l/cm über der Wellenlange des Lichtes in Nanometer. Der Absorptionskoeffizient μa weist im blauen Bereich bei etwa 400 Nanometer sowie im grünen Bereich bei etwa 550 Nanometer relative Maxima auf.
In dem Wellenlängenbereich von 400 Nanometer ist die Absorption durch das Hämoglobin begründet, mithin in derartig tief liegenden Hautschichten, die keinerlei Aussage über eine Lichtschwiele für den UV-Bereich zulassen. Insbesondere kommt es bei einer Bestrahlung der Haut mit Licht im sichtbaren Bereich zu einer Streuung an Mie-Streuern, die im Wesentlichen vorwärts oder vorwärts und rückwärts ausgerichtet streuen. Dies aufgrund der größeren Wellenlänge des sichtbaren Lichts gegenüber den Abmessungen der absorbierenden Strukturen wie Zellkernen, Mitochondrien oder Organellen. Infolge dessen könnte bekannte Vorrichtungen, die mit sichtbarem Licht arbeiten, lediglich eine Reflektion erfassen. Ein Rückschluss auf die Stärke einer Lichtschwiele ist hierbei nicht möglich, da schon durch die Beschaffenheit der Hautoberfläche selbst, applizierte Kosmetika Durchblutungsschwankungen und vieles andere mehr derartige Messergebnisse erheblich verfälscht werden, was durch große Tolleranzen und überdimensionierte Messfenster der bekannten Vorrichtungen ausgeglichen wird.
Gemäß der Erfindung ist für die Bestimmung der zulässigen Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis eine UV- Strahlung vorgesehen, die bevorzugt eine Wellenlänge zwischen 345 Nanometer bis 355 Nanometer und insbesondere eine Wellenlänge von 350 Nanometer aufweist. Figur 1 zeigt, dass dort der Streukoeffizient μs mit einem Wert von 12,3 cm"1 dem Absorptionskoeffizienten μa von 12,5 cm"1 weitestgehend entspricht, auch wenn die Absorption dort überwiegt.
Infolge der ausgewählten Wellenlänge kommt es in und/oder an der Haut zu keiner echten Reflektion, sondern zu einer Remission. Hierbei wird ein gem. Figur 2 einfallender Lichtstrahl 1 in die Haut 2 eindringen und wird der Lichtstrahl 1 aufgrund der gewählten Wellenlänge an Rayleigh-Streuern radial gestreut und, angedeutet durch die Strahlen 3, teilweise remittiert und teilweise, angedeutet durch Strahlen 4, absorbiert.
Aus den die Remission darstellenden Strahlen 3 lässt sich die Dichte und/oder die Dicke der Melaningranula und/oder die der Schicht in Keratinozythen eingelagerten Melanosomen herleiten und damit eine Aussage über die Wirksamkeit einer Lichtschwiele treffen und lässt sich darauf basieren wiederum eine Schwellendosis angeben. Diese sollte deutlich unter der einer Erythembildung liegen, um eine Schädigung sicher auszuschließen.
So kann eine individuelle Vermessung der Absorption der erythemwirksamen UV-Strahlung in einer eine Lichtschwiele ausbildenden Schicht der Haut eines Probanden erfolgen, welcher Vermessungen dann von einer Rechnereinheit ein Schwellenwert einer UV-Bestrahlung zugeordnet werden kann, wobei die UV-Bestrahlung unmittelbar oder mittels einer Fluoreszenzphotometrie erfolgen kann.
Zweckmäßigerweise erfolgt aus mehreren Einzelmessungen an verschiedenen Orten die Berechnung eines Mittelwerts, so dass einem Durchschnittswert der Haut ein Schwellenwert zugeordnet werden kann, gegebenenfalls auch für unterschiedlich bestrahlte Körperpartien.
Zur Durchführung des Messverfahrens ist eine Vorrichtung 5 nach Figur 3 vorgesehen, die dort lediglich schematisiert dargestellt ist. Die Vorrichtung 5 nach Figur 3 weist eine Messvorrichtung 6 mit einer weiter nicht dargestellten Auswertevorrichtung für die Bestimmung einer Strahlungsabsorption auf, die über einen UV-Strahler 7, gemäß Figur 4 bspw. in Form einer Diode, für die Abgabe einer UV-Strahlung und einen UV-Sensors 8 für die Aufnahme der in und/oder an der Haut remittierten UV-Strahlung verfügt. Der UV-Strahler 7 und der UV-Sensor 8 sind innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 9 der als Hand-Messgerät ausgelegten
Vorrichtung 5 angeordnet .
Für die Vermessung der Haut weist die Messvorrichtung 6 bzw. die Vorrichtung 5 eine Auflagefläche 10 auf, die auf die Haut 11 eines Probanden aufgelegt wird, vergleiche Figur 4. Von daher ist der UV-Strahler 7 und der UV-Sensor 8 gegenüber der Haut 11 immer korrekt positioniert.
Für den Betrieb bspw. in Sonnenstudios oder dergleichen ist es ausreichend, wenn die Lichtschwielen ausbildenden
Schichten der Haut in einer Tiefe von etwa 0 , 5 mm bis 1 mm vermessen werden, also eine Reflektion eines Strahls auf der optischen Achse 12 des UV-Strahlers 7 und der optischen Achse
13 des UV-Sensors 8 in einer Eindringtiefe e von bis zu 1 mm unterhalb der Auflagefläche 10 erfolgt.
Es kann vorgesehen sein, bspw. bei einer individuellen Vermessung sehr unterschiedlich dicker Hautschichten oder für eine sensible Lichttherapie, unterschiedliche Hautschichten zu vermessen und deshalb die Eindringtiefe unterschiedlich einstellbar zu gestalten, bspw. in dem die Höhe und/oder der Abstand des UV-Strahlers 7 und des UV-Sensors 8 über der Auflagefläche 10 einstellbar ist oder der Winkel zwischen den optischen Achsen 12,13, der insbesondere Werte von 70° bis 110° aufweist.
Bevorzugt wird von einer nicht dargestellten Rechnereinheit aus mehreren Messungen an der Haut mittels der Messvorrichtung 6 ein Mittelwert berechnet und diesem eine Schwellendosis zugeordnet. Diese kann mittels eines Displays
14 angezeigt werden.
Zweckmäßigerweise ist jedoch in einem nicht dargestellten elektronischen Speicher in der Vorrichtung 5 oder in einem externen Speicher der Anteil der erythemwirksamen
UV-Strahlungsstärke einer oder mehrerer Strahlungsquellen abgespeichert und kann nach Auswahl der Strahlungsquelle die Rechnereinheit die maximale Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis berechnen und diese auf dem Display 14 anzeigen. Die Vorrichtung 5 weist hierzu weiter drei Interfaces auf, über die zum einen die individuellen Daten eines Probanden und/oder die Daten eines UV-Strahlers extern abgespeichert und wieder aufgerufen werden könnten. Darüberhinaus kann vorgesehen sein, über eins dieser Interfaces eine oder mehrere Strahlungsquellen anzusteuern, gegebenenfalls auch über einen Zentralrechner, und die berechnete maximale Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis so vorzugeben.
Da Sonnenstudios vielfach Chip-Kartensysteme für die Abrechnung benutzen, kann ein solches Interface eine hier lediglich durch einen Schlitz nur angedeutete Chipkarten Lese- und Schreibvorrichtung 15 sein.
Von einer Kappe 16 zweckmäßigerweise überdeckt und so vor einer Verunreinigung geschützt sind für einen unmittelbaren Anschluss an einem Computer bspw. eine RS-232-Schnittstelle 17 und/oder eine USB-Schnittstelle 18 noch neben einem Resetschalter 19 vorgesehen. Kabellose Schnittstellen können gleichfalls alternativ oder zusätzlich Verwendung finden.
Zweckmäßiger als das Abspeichern von Daten einer Sonnenbank oder dergleichen nach Herstellerangaben ist es, dieselbe individuell zu vermessen, um Änderungen in der Strahlung bspw. aufgrund von Alterung, Verschmutzung oder dergleichen mehr sicher zu erfassen. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 5 weiter zwei Paare von UV-Aufnehmern 20-23 noch auf, die durch die freien Enden von Lichtwellenleitern 24-27 ausgebildet werden und die jeweils in hier parallel gegenüberliegenden Gehäusewänden 28-31 des im Wesentlichen rechteckigen Gehäuses 9 derart orientiert sind, dass jeweils ein Paar von UV-Aufnehmern 20,21 bzw. 22,23 entgegengesetzt orientiert sind, wobei die jeweiligen Paare von UV-Aufnehmern 20,21 bzw. 22,23 nochmals um 90° gegeneinander verdreht sind. So kann im Wesentlichen in einer Ebene die Strahlung über einen vollständigen Kreisbogen von 360° vermessen werden.
Das freie Ende 37 eines Lichtwellenleiters 38 kann innerhalb eines Gehäuses 39 angeordnet sein, dessen Gestalt weitgehende der einer in ein Paneel einzubauenden Signallampe mit einem Kopf 40 und einem Fuß 41 mit einem Außengewinde 42 nachempfunden ist, vgl. Fig. 5. Das Gehäuse 39 nimmt weiter eine Filtermimik auf, die dem freien Ende 37 des Lichtwellenleiters zugeordnet ist. Die Filtermimik besteht bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 5 aus einer von dem Kopf 40 frei vor dem Ende 37 des Lichtwellenleiters 38 gehaltene KunststoffScheibe 43 sowie zwei weitere, auf den Lichtwellenleiter 38 aufgeschobene, von dem Fuß 41 gehaltene KunststoffScheiben 44,45, die hierzu mit zentralen, konischen Bohrungen 46,47 versehen sind. Durch diese Filtermimik erfolgt eine Reflektion des kurzwellige Anteils der remittierten Strahlung und erfährt der langwellige Anteil darüber hinaus eine verbesserte Transmission.
Da der Abstand der beiden UV-Aufnehmer 20,21 etwa der Höhe eines menschlichen Körpers von ca. 20 cm bis 35 cm auf einer Sonnenbank entspricht, kann in einfacher Weise die Vorrichtung 5 auf einer hierzu als ebener Boden ausgebildeten Gehäusewand 29 nach Abnehmen der Kappe 16 auf der Liegefläche einer Sonnenbank verschoben werden, um bspw. mehrere Messungen über deren Länge vorzunehmen, wie zum Beispiel im Kopf-, Nacken- oder Beinbereich.
Die anfallende UV-Strahlung wird von den UV-Aufnehmern 20-23 aufgenommen und über die Lichtwellenleiter 24-27 einem gemeinsamen, zweiten UV-Sensor 33 zugeführt, so dass ein Mittelwert der Bestrahlungsstärke gebildet wird, wobei daran gedacht sein kann, verschiedene Meßbereiche über das UV-Spektrum vorzusehen. Die vermessene Strahlungsleistung einer Sonnenbank dient dann als Grundlage zur Berechnung der maximalen Bestrahlungsdauer, wozu diese Daten geräteintern oder auch extern abgespeichert sein können, die dann über eines der Interfaces 15,17,18 aufgerufen werden können.
Es kann ferner einer Abstandsmessvorrichtung 34 noch vorgesehen sein, so dass immer der korrekte Abstand zu einer Strahlungsquelle eingehalten werden kann.
Ein Temperatursensor 35 erlaubt auch unterschiedliche Temperaturen, bspw. nach langer oder kurzer Leuchtzeit eines Strahlers, zu berücksichtigen. Insbesondere erlaubt der Temperatursensor 35 das Vermessen einer UV-Strahlungsquelle erst dann, wenn deren Brennwandtemperatur der Norm entspricht .
Die Stromversorgung der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt bevorzugt über wieder aufladbare Akkumulatoren, für deren Aufladung letztlich ein Steckeranschluß 36 für ein Netzteil noch vorgesehen ist.

Claims

Vorrichtung und Verfahren für die Bestimmung einer zulässigen Bestrahlung der menschlichen Haut mit UV-StrahlungAnsprüche :
1. Vorrichtung für die Bestimmung der zulässigen Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis der menschlichen Haut mit UV-Strahlung, aufweisend wenigstens einen UV-Strahler (7) für die Abgabe einer UV-Strahlung, wenigstens einen UV-Sensor (8) für die Aufnahme der in und/oder an der Haut (11) remittierten UV-Strahlung und eine Auswertevorrichtung für die Bestimmung der Strahlungsabsorption.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Strahler (7) eine UV-Strahlung abgibt, bei der ein Absorptionskoeffizient μs größer oder gleich ist einem Streukoeffizient μa .
3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Strahler (7) eine UV-Strahlung einer Wellenlänge kleiner als der Durchmesser eines Zellkerns abstrahlt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Strahler (7) eine UV-Strahlung einer Wellenlänge von 345 nm bis 355 nm ausstrahlt.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein UV-Strahler (7) und/oder wenigstens ein UV-Sensor (8) in einem Gehäuse (9) eines Hand-Meßgerätes angeordnet ist bzw . sind .
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) eine Auflagefläche (10) für das Auflegen auf die Haut (11) eines Probanden aufweist und dass der UV-Strahler (7) und der UV-Sensor (8) unter einem Winkel (α) zueinander angeordnet sind derart, dass eine Reflektion eines Strahls auf den optischen Achsen (12,13) des UV-Strahlers (7) und des UV-Sensors (8) in einer Eindringtiefe (e) von bis zu 1 mm unterhalb der Auflagefläche (10) erfolgt.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe (e) einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen (12,13) einen Winkel (α) zwischen 70° und 110° aufspannen.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Winkel (α) für eine Variation der Eindringtiefe (e) einstellbar ist .
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe und/oder der Abstand des UV-Strahlers (7) und des UV-Sensors (8) über der Auflagefläche (10) für eine Variation der Eindringtiefe (e) einstellbar ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Rechnereinheit aus mehreren Messungen ein Mittelwert gebildet wird.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit einer Messung und/oder einem Mittelwert aus mehreren Messungen eine Schwellendosis zuordnet.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem elektronischen Speicher der Anteil einer erythemwirksamen UV-Strahlungsstärke einer Strahlungsquelle abgespeichert ist und dass die Rechnereinheit die maximale Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis berechnet .
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Interface (15,17,18) vorgesehen ist, über das Daten abgespeichert und aufgerufen werden können.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über das Interface wenigstens eine Strahlungsquelle angesteuert wird.
16. Vorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (9) zwei Paare von UV-Aufnehmern (20,21 22,23) aufweist, dass bei jedem Paar die UV-Aufnehmer (20,21 22,23) entgegensetzt orientiert sind und dass die beiden Paare um 90° gegeneinander verdreht angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Aufnehmer (20,21/22,23) von freien Enden von Lichtwellenleitern (24-27) ausgebildet werden.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem freien Ende eines Lichtwellenleiters eine Filtermimik zugeordnet ist, durch die ein kurzwelliger Anteil der remittierten Strahlung in größerem Umfang reflektiert wird als ein langwelliger Anteil.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtwellenleiter (24-27) auf einem gemeinsamen zweiten UV-Sensor (33) enden .
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Lichtwellenleiter (24-27) auf einem gemeinsamen zweiten UV-Sensor (33) enden.
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite UV-Sensor (33) eine lineare Kennlinie über das erythemwirksame Spektrum aufweist.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor eine Kennlinie entsprechend des erythemwirksamen Spektrums aufweist.
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand eines Paares der UV-Meßaufnehmer (20,21) der Höhe eines menschlichen Körpers auf einer Sonnenbank entspricht.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstandsmeßvorrichtung (34) vorgesehen ist.
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (35) vorgesehen ist.
26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Temperatursensor (35) bei Erreichen einer optimalen Brennwandtemperatur einer zu vermessenden UV-Strahlungsquelle einer Sonnenbank oder dergleichen eine UV-Messung ausgelöst wird.
27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zugeordnete Datenbank zur Abspeicherung der von dem zweiten UV-Sensor (33) gemessenen Daten.
28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Rechnereinheit aus den individuellen Daten eines Probanden und einer UV-Strahlungsquelle die maximale Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis berechnet wird.
29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Erreichen der maximalen Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis eine Abschaltung der UV-Strahlungsquelle erfolgt.
30. Verfahren für die Bestimmung der zulässigen Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis der menschlichen Haut mit UV-Strahlung, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine individuelle Vermessung der Absorption der erythemwirksamen UV-Strahlung in einer eine Lichtschwiele ausbildenden Schicht der Haut eines Probanden und die Zuordnung eines Schwellenwertes einer UV-Bestrahlung.
31. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessung mittels einer direkten UV-Bestrahlung erfolgt.
32. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessung mittels einer Fluoreszenzphotometrie erfolgt .
33. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass aus mehreren Einzelmessungen ein Mittelwert gebildet wird.
34. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet das die Einzelmessungen an verschiedenen Orten erfolgen.
35. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelmessungen in verschiedenen Hauttiefen erfolgen.
36. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Schwellenwert und hinterlegten Daten einer UV-Strahlungsquelle eine maximale Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsdosis ermittelt wird.
37. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten aus einer Vermessung der UV-Strahlungsquelle stammende Ist-Daten sind.
38. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Anwendung während einer Besonnung eines Probanden.
PCT/DE2004/001391 2003-07-02 2004-07-01 Vorrichtung und verfahren für die bestimmung einer zulässigen bestrahlung der menschlichen haut mit uv-strahlung WO2005002437A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112004001616T DE112004001616D2 (de) 2003-07-02 2004-07-01 Vorrichtung und Verfahren für die Bestimmung einer zulässigen Bestrahlung der menschlichen Haut mit UV-Strahlung
CA002530875A CA2530875A1 (en) 2003-07-02 2004-07-01 Device and method for determining an allowed exposure of human skin to uv radiation
US10/562,585 US20060151709A1 (en) 2003-07-02 2004-07-01 Device and method for determining an allowed expsure of human skin to uv radiation
DE202004021309U DE202004021309U1 (de) 2003-07-02 2004-07-01 Vorrichtung für die Bestimmung einer zulässigen Bestrahlung der menschlichen Haut mit UV-Strahlung
EP04738837A EP1638464A1 (de) 2003-07-02 2004-07-01 Vorrichtung und verfahren für die bestimmung einer zulässigen bestrahlung der menschlichen haut mit uv-strahlung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10329915A DE10329915A1 (de) 2003-07-02 2003-07-02 Vorrichtungen und Verfahren für die Bestimmung einer zulässigen Bestrahlung der menschlichen Haut mit UV-Strahlung
DE10329915.7 2003-07-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005002437A1 true WO2005002437A1 (de) 2005-01-13

Family

ID=33559828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2004/001391 WO2005002437A1 (de) 2003-07-02 2004-07-01 Vorrichtung und verfahren für die bestimmung einer zulässigen bestrahlung der menschlichen haut mit uv-strahlung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060151709A1 (de)
EP (1) EP1638464A1 (de)
CA (1) CA2530875A1 (de)
DE (3) DE10329915A1 (de)
WO (1) WO2005002437A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009023432A2 (en) * 2007-08-09 2009-02-19 Juvent Inc. Method and apparatus for ultrasound therapy
US7953474B2 (en) 2006-07-21 2011-05-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus, method and optical sensor module using a tilter for body fat measurement
DE202014003013U1 (de) 2013-04-10 2014-05-20 Manfred Holtkamp Elektro + Elektronik Geräte GmbH + Co. Messgerät
US9760686B2 (en) 2014-04-10 2017-09-12 International Business Machines Corporation Balanced ultraviolet light exposure recommendations

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7818142B2 (en) 2007-11-28 2010-10-19 Motorola Mobility, Inc. Method and apparatus for predictive, context-aware, and networked exposure time monitoring
US7834759B2 (en) * 2007-11-28 2010-11-16 Motorola, Inc. Wireless sensor and system that determines exposure to an enviromental element based on local conditions
EP3501384A3 (de) 2008-05-20 2019-10-16 University Health Network Verfahren zur bildgebung und überwachung auf fluoreszenzbasis
DE102009048403A1 (de) * 2009-10-06 2011-05-05 Heraeus Noblelight Gmbh Messeinrichtung und Messmethode zur spektral selektiven Bestimmung der Strahlungsexposition im VUV-Bereich
US8686865B2 (en) 2010-06-18 2014-04-01 The Invention Science Fund I, Llc Interactive technique to reduce irradiation from external source
US8519856B2 (en) 2010-06-18 2013-08-27 The Invention Science Fund I, Llc Mapping system for irradiation protection
US8462002B2 (en) 2010-06-18 2013-06-11 The Invention Science Fund I, Llc Personal telecommunication device with target-based exposure control
US8463288B2 (en) 2010-06-18 2013-06-11 The Invention Science Fund I, Llc Irradiation self-protection from user telecommunication device
AU2013206887B2 (en) 2012-01-03 2017-10-19 William A. Moffat Phototherapeutic apparatus for focused UVB radiation and vitamin D synthesis and associated systems and methods
WO2015102590A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-09 Bodhi Technology Ventures Llc Estimating skin pigmentation to estimate sunburn and melanoma risk
CN106714670A (zh) 2014-07-24 2017-05-24 大学健康网络 用于诊断目的的数据的收集和分析
US20160175608A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 Troy William Livingston Light emitting device and method of using the same
CN107427688A (zh) * 2015-02-05 2017-12-01 贝那索尔公司 用于皮肤病和其他适应症的靶向uvb光疗的系统和方法
CN107735146A (zh) * 2015-04-27 2018-02-23 贝那索尔公司 用于自身免疫失调和其他适应症的靶向uvb光疗的系统和方法
US9778103B1 (en) * 2016-05-13 2017-10-03 Eit, Llc UV radiometry instruments and methods
CA3085326A1 (en) 2017-12-15 2019-06-20 Benesol, Inc. Dynamic dosing systems for phototherapy and associated devices, systems, and methods
US20220015681A1 (en) 2018-11-11 2022-01-20 Biobeat Technologies Ltd. Wearable apparatus and method for monitoring medical properties
DE102020122223A1 (de) * 2020-01-07 2021-07-08 Holtkamp Electronics Gmbh Verfahren und Hautmessgerät zur Bestimmung der momentanen Empfindlichkeit menschlicher Haut gegenüber ultravioletter Strahlung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4882598A (en) * 1985-09-26 1989-11-21 Chromo-Light Aps Method and an apparatus for determining an individual's ability to stand exposure to ultraviolet radiation
WO1993016635A1 (en) * 1992-02-28 1993-09-02 Chromo-Light Aps A method and an apparatus for determining an individual's ability to stand exposure to ultraviolet radiation
US5636637A (en) * 1994-05-20 1997-06-10 L'oreal Method for determining quantities characteristic of the behavior of a surface, in particular of the human skin, subjected to light radiation, and apparatus for implementation thereof
US6348694B1 (en) * 1999-06-24 2002-02-19 Mikhail Gershteyn Method and apparatus for determining an ability of skin to withstand exposure to harmful radiation, and a safe exposure time of the skin
WO2003030707A2 (en) * 2001-10-05 2003-04-17 Flyby S.R.L. Method and device for determining the minimum erythemal dose

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4843279A (en) * 1985-01-07 1989-06-27 Gte Products Corporation Fluorescent lamp substantially approximating the ultraviolet spectrum of natural sunlight
US5107123A (en) * 1990-05-04 1992-04-21 Shi Wei Min Solar ultraviolet radiation measuring device and process
US5772597A (en) * 1992-09-14 1998-06-30 Sextant Medical Corporation Surgical tool end effector
JP3433498B2 (ja) * 1993-06-02 2003-08-04 浜松ホトニクス株式会社 散乱吸収体の内部情報計測方法及び装置
US5640957A (en) * 1993-09-29 1997-06-24 Instruments Sa, Inc. Ultraviolet radiation protection evaluator
DE69834827T2 (de) * 1997-10-08 2006-11-16 The General Hospital Corp., Boston Phototherapeutische systeme
US6678541B1 (en) * 1998-10-28 2004-01-13 The Governmemt Of The United States Of America Optical fiber probe and methods for measuring optical properties
US6929607B2 (en) * 1999-12-02 2005-08-16 Neuroscience Toolworks, Inc. Comprehensive pain assessment systems and methods
DE60114719T2 (de) * 2000-07-03 2006-07-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Verfahren und Einrichtung zur Optimierung der Verwendung einer Bräunungseinrichtung
AU2002245163A1 (en) * 2000-10-20 2002-07-24 Photomedex Controlled dose delivery of ultraviolet light for treating skin disorders
US6529543B1 (en) * 2000-11-21 2003-03-04 The General Hospital Corporation Apparatus for controlling laser penetration depth

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4882598A (en) * 1985-09-26 1989-11-21 Chromo-Light Aps Method and an apparatus for determining an individual's ability to stand exposure to ultraviolet radiation
WO1993016635A1 (en) * 1992-02-28 1993-09-02 Chromo-Light Aps A method and an apparatus for determining an individual's ability to stand exposure to ultraviolet radiation
US5636637A (en) * 1994-05-20 1997-06-10 L'oreal Method for determining quantities characteristic of the behavior of a surface, in particular of the human skin, subjected to light radiation, and apparatus for implementation thereof
US6348694B1 (en) * 1999-06-24 2002-02-19 Mikhail Gershteyn Method and apparatus for determining an ability of skin to withstand exposure to harmful radiation, and a safe exposure time of the skin
WO2003030707A2 (en) * 2001-10-05 2003-04-17 Flyby S.R.L. Method and device for determining the minimum erythemal dose

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7953474B2 (en) 2006-07-21 2011-05-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus, method and optical sensor module using a tilter for body fat measurement
WO2009023432A2 (en) * 2007-08-09 2009-02-19 Juvent Inc. Method and apparatus for ultrasound therapy
WO2009023432A3 (en) * 2007-08-09 2009-04-30 Juvent Inc Method and apparatus for ultrasound therapy
DE202014003013U1 (de) 2013-04-10 2014-05-20 Manfred Holtkamp Elektro + Elektronik Geräte GmbH + Co. Messgerät
US9760686B2 (en) 2014-04-10 2017-09-12 International Business Machines Corporation Balanced ultraviolet light exposure recommendations

Also Published As

Publication number Publication date
CA2530875A1 (en) 2005-01-13
DE202004021309U1 (de) 2007-08-02
US20060151709A1 (en) 2006-07-13
EP1638464A1 (de) 2006-03-29
DE112004001616D2 (de) 2006-05-11
DE10329915A1 (de) 2005-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005002437A1 (de) Vorrichtung und verfahren für die bestimmung einer zulässigen bestrahlung der menschlichen haut mit uv-strahlung
WO2017067545A1 (de) Optische ermittlung der schutzfaktoren von sonnenschutz- bzw. anderen strahlungsschutzmitteln
DE102004020644A1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines UVA- und UVB-Strahlung erfassenden integralen Sonnenschutzfaktors
DE102007052108A1 (de) Bestrahlungsgerät mit Einrichtungen zur Vermeidung schädlicher Strahlung
EP0563953B1 (de) Vorrichtung zum Applizieren mit Licht
DE112004002988T5 (de) Instrument zum nichtinvasiven Messen des Blutzuckerpegels
EP2557991A2 (de) Vorrichtung und verfahren zum bestimmen eines biologischen, chemischen und/oder physikalischen parameters in lebendem biologischem gewebe
DE112014000733B4 (de) Zählsystem für Keimpartikel und Zählmethode für Keimpartikel
DE102008041971A1 (de) Verfahren zur Reduktion von Altersflecken
EP2032970A1 (de) Ortsaufgelöstes messverfahren für die detektion von melanin in fluorophorgemischen in einer festkörperprobe
DE60114719T2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Optimierung der Verwendung einer Bräunungseinrichtung
EP3865052A1 (de) Messsystem und messverfahren zur bestimmung von sonnenschutzfaktoren von sonnenschutzmitteln
DE4434495A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Wirksamkeit von Ultraviolettschutz
EP1508301B1 (de) Vorrichtung zur gezielten Bestrahlung des menschlichen Körpers
EP0353619B1 (de) Verfahren zur Bestimmung von lokalen Farbstoff-Konzentrationen in tierischen und menschlichen Geweben
EP4182673A1 (de) Messsystem und messverfahren
DE4113749A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum bestimmen der dicke einer fettschicht
DE19828497A1 (de) Verfahren zur Erfassung der hautschädigenden Sonneneinstrahlung
EP2382916B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Fettgehaltes des menschlichen Körpers
DE3643153A1 (de) Solarenergie-bestrahlungsvorrichtung fuer medizinische anwendungen
DE19836464C1 (de) Verfahren und Hilfsmittel zum frühzeitigen Erkennen von Sonnenbrand sowie Verfahren zum Ermitteln eines geeigneten Transmissions-, Reflexions- oder Emissionsspektrums eines erfindungsgemäßen Hilfsmittels
DE202009004449U1 (de) Ganzkörperbestrahlungsgerät
DE19834292A1 (de) Besonnungssystem und Besonnungseinrichtung
DE112014004196T5 (de) Messverfahren und Messvorrichtung für braunes Fettgewebe
WO2022238134A1 (de) Strahlungsquelle und hautbestrahlungsgerät

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004738837

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006151709

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10562585

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2530875

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120040016169

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004738837

Country of ref document: EP

REF Corresponds to

Ref document number: 112004001616

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060511

Kind code of ref document: P

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112004001616

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10562585

Country of ref document: US