DE69834827T2

DE69834827T2 - Phototherapeutische systeme

Info

Publication number: DE69834827T2
Application number: DE69834827T
Authority: DE
Inventors: Rox Richard Lexington ANDERSON; J. Peter Boston DWYER
Original assignee: General Hospital Corp
Current assignee: General Hospital Corp
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2018-10-09
Also published as: WO1999017668A1; AU1075299A; ATE328642T1; EP1026999A4; AU2003204907B2; EP1719541A1; CA2305721A1; CA2305721C; DE69834827D1; EP1026999A1; US6984228B2; US20030045916A1; EP1026999B1; US20060085053A1; AU758644B2; US6436127B1; WO1999017668A8

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft die Behandlung von Psoriasis und anderen proliferativen Hautstörungen unter Verwendung von phototherapeutischen Techniken.
Hintergrund der Erfindung
Psoriasis ist ein chronischer, unheilbarer, entzündlicher Hautzustand, der 2 bis 4% der Weltbevölkerung betrifft. Die Schwere bewegt sich von geringfügig bis lebensbedrohlich und schwankt häufig. Die Pathogenese ist unbekannt, umfasst aber erbliche Abnormalitäten des Immunsystems mit durch Lymphozyten und Neutrophil vermittelter Entzündung kombiniert mit Hyperplasie der Epidermis. Die Epidermis proliferiert mit ungefähr der zehnfachen normalen Rate. Menschen mit Psoriasis hinterlassen buchstäblich eine Spur von Hautschuppen und leiden unter chronischen, juckenden Wunden, schlechter Temperaturregulierung, Müdigkeit wegen des konstanten Eiweißverlusts und dem sozialen Stigma bis zum Punkt der Einsamkeit. Es existiert eine mit einhergehende Arthritis, welche die Finger angreift. Die häufigste Form ist Psoriasis vom Plaque-Typ, bei der deutlich abgegrenzte Wunden mit normaler Haut dazwischen auf dem Körper auftreten. Die Plaques sind rot und schuppig, sehr unterschiedlich von der umgebenden normalen Haut. Die Anzahl von Plaques bewegt sich von ein paar bis zu etlichen hundert, verteilt über Rumpf, Arme und Beine. Psoriasis neigt dazu, das Gesicht auszusparen, weil ultraviolettes (UV) Licht therapeutisch ist.
Es gibt keine Heilung für Psoriasis. Medikamentenbehandlungen funktionieren durch entzündungshemmende, antimitotische, hormonelle und immunsuppressive Mechanismen. Diese umfassen die topische Verabreichung von Corticosteroiden, Teerpräparaten und Vitamin D3-Derivaten, eine systemische Chemotherapie mit Methotrexat und Immunsuppresion mit Cyclosporin A. Topische Behandlungen sind unordentlich und teuer, aber immer noch der Hauptansatz für Patienten mit kleinen betroffenen Bereichen. Corticosteroide neigen dazu, eine teilweise Klärung zu erreichen, die von einem schlimmeren "Rebound" als die originale Störungsschwere gefolgt wird. Sie verursachen Hautatrophie und werden mit der Zeit fortschreitend ineffektiv. Methotrexat ist effektiv, verursacht aber Lebertoxizität. Cyclosporin A hat viele Nebeneffekte, ist teuer und für schwere Fälle vorbehalten.
Ultraviolette Phototherapie mit oder ohne Photosensibilisatoren war für viele Jahrzehnte eine Hauptstütze der Psoriasis-Behandlung. UVB (290-320 nm)-Phototherapie ist praktisch, effektiv und erreicht häufig eine lange Remissionszeit nach der Klärung, typischerweise ungefähr 5 Monate. Psoralen, ein extrem wirksamer DNA- vernetzender Photosensibilisator, wird auch oral oder topisch verwendet, gefolgt von einer Bestrahlung mit UVA-Strahlung (320-400 nm). Dies wird als Psolaren-UVA (PUVA) bezeichnet, ein Typ von Photochemotherapie. Eine Phototherapie beseitigt Plaques bei ungefähr 90% der Patienten durch kombinierte Mechanismen, die Apoptose von Keratinozyten, antimetabolische Effekte der DNA-Zerstörung und lokale und systemische Immunsuppression umfassen. Der Patient steht in einer "Lichtbox" mit fluoreszierenden Lampen oder anderen UV-Quellen und empfängt eine verschriebene Fluenz, d.h. eine therapeutische Strahlungsdosis. Jede Box hat die Größe einer Telefonzelle und kostet ungefähr 20 bis 30.000 Dollar. Da Psoriasis normalerweise nicht das Gesicht betrifft, trägt der Patient typischerweise eine das Gesicht und die Augen bedeckende Maske, um sie nicht der therapeutischen Strahlung auszusetzen. Die Klärungsrate variiert von Patient zu Patient und hängt von der Einwirkungsungsdosis pro Behandlung ab. Ein Durchschnitt von 20 bis 30 Behandlungen ist bei UVB notwendig (dreimal wöchentlich gegeben), und ein Durchschnitt von 15 bis 25 Behandlungen ist für PUVA notwendig (zweimal wöchentlich gegeben), abhängig von der Aggressivität des Einwirkungsdosenprotokolls. Daher dauert es etliche Monate und vie le Fahrten zum Phototherapiezentrum, um die Psoriasis zu klären.
Die "Kunst" der Phototherapie liegt darin, eine Klärung zu erreichen, ohne schmerzhafte, sonnenbrandartige Reaktion hervorzurufen. Daher begrenzt die von der Psoriasis nicht betroffene Haut, d.h. normale Haut, die therapeutische Dosis. Die minimale Erythemdosis (MED) bei normaler Haut ist als die niedrigste Fluenz definiert, die eine entzündliche Reaktion auslöst, und wird zum Anleiten der Dosimetrie verwendet. Wenn der Patient mehr als ein MED empfängt, wird ein "Sonnenbrand" auftreten. Bei 3 MED kann ein schmerzhafter Sonnenbrand mit Blasenbildung auftreten, und bei 10 MED resultiert eine lebensbedrohliche Verbrennung. Vor einer Phototherapiebehandlung setzt der Arzt die MED für einen bestimmten Patienten fest. Da sich im Zuge mehrerer Behandlungen eine Bräunung entwickelt, wird die UV-Fluenz erhöht, typischerweise um 30 bis 50% pro Behandlung. Momentan besteht Phototherapie aus einem vorsichtigen, aber aggressiven "Heraufsetzen" der Einwirkungsdosis basierend auf der Reaktion der nicht betroffenen Haut zwischen den Psoriasis-Plaques.
Die Kosten der Phototherapie werden basierend auf der Anzahl von Fahrten und der Zeit des Klinikpersonals auf ungefähr 1 Milliarde Dollar pro Jahr in den Vereinigten Staaten geschätzt. Dies umfasst nicht die Kosten der Behandlung von durch die Phototherapie ausgelöstem Hautkrebs. Im Besonderen verursacht eine verlängerte Einwirkung von UV8 und PUVA basale Zellkarzinome, Plattenepithelkarzinome und Melanome. Diese Störungen treten typischerweise in Hautbereichen zwischen Psoriasis-Plaques auf, die großen kumulativen Dosen von UV-Strahlung während der Phototherapie ausgesetzt waren.
Die WO 97/15226 stellt ein Diagnostiksystem mit einer Quelle von elektromagnetischer Prüfstrahlung bereit, die auf biologisches Gewebe gerichtet ist. Das System umfasst auch Mittel für das Detektieren von Prüfstrahlung, die von dem Gewebe durch die Prüfstrahlung reflektiert wird, und von stimulier ter Strahlung, die aus der Anregung des Gewebes durch die Prüfstrahlung resultiert. Ein Verarbeitungsmittel erzeugt ein Signal für die Diagnostik des Gewebezustands, und Mittel zum Regulieren der Intensität der Prüfstrahlung in Reaktion auf die Intensität der Prüfstrahlung, der reflektierten und/oder der stimulierten Strahlung sind ebenfalls umfasst.
Die US 5,556,612 offenbart ein Verfahren zur Behandlung einer proliferativen Hautstörung bei einem menschlichen Patienten mit betroffenen und nicht-betroffenen Hautbereichen, welches das Aufbringen eines Sonnenschutzes auf die betroffenen und nicht-betroffenen Hautbereiche, das Abwarten für einen Zeitraum, der ausreicht, dass sich die Haut der betroffenen Bereiche im wesentlichen ablöst, und das Bestrahlen der betroffenen und nicht-betroffenen Hautbereiche des Patienten mit einem ausgewählten Niveau an optischer Strahlung umfasst.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung weist Verfahren und Systeme zur Behandlung von entzündlichen, proliferativen Hautstörungen, wie beispielsweise Psoriasis, mit ultravioletter Phototherapie auf. Die Verfahren und Systeme verwenden optische Techniken, um die Haut eines Patienten zu scannen, Bereiche betroffener Haut auszuweisen und selektiv hohe Dosen an phototherapeutischer ultravioletter Strahlung an die ausgewiesenen Bereiche abzugeben. Die Niveaus der hohen Dosen sind typischerweise größer als zwei minimale Erythemdosen (MED) und häufig ungefähr 10 MED. Diese Dosenniveaus sind sehr effektiv beim Behandeln betroffener Hautbereiche, würden aber nicht betroffene Hautbereiche, beispielsweise normale Haut, schwer schädigen. Um zu gewährleisten, dass nur von der Psoriasis oder anderen Störungen betroffene Hautbereiche für die hohen UV-Strahlungsdosen ausgewiesen werden, verwenden die Verfahren und Systeme eine oder mehrere optische Diagnostiken, die sich auf unabhängige physiologische Merkmale der betroffenen Haut beziehen.
Die Verfahren können von einem System, z.B. einem Robotersystem, implementiert werden, das die Haut eines Patienten scannt und eine digitale Karte erstellt, welche die betroffenen Hautbereiche basierend auf einer oder mehreren optischen Diagnostiken ausweist. Nach einer Nachprüfung und einer etwaigen Modifikation der digitalen Karte durch einen Arzt oder Techniker gibt das Robotersystem die phototherapeutische Strahlung an die von der Karte ausgewiesenen Hautbereiche ab.
Alternativ kann die automatisierte Ausweisung von betroffenen Hautbereichen und die selektive Abgabe an die ausgewiesenen Bereiche mit einer manuellen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Lichtwellenleiterstift oder -kamm, implementiert werden. In solchen Fällen scannt ein Arzt die Haut des Patienten mit der Vorrichtung, um betroffene Hautbereiche auszuweisen. Die Behandlung kann in Realzeit basierend auf der Ausweisung ausgeführt werden, oder alternativ kann die Ausweisung verwendet werden, um eine digitale Karte der betroffenen Bereiche zur Leitung einer nachfolgenden Behandlung zu erstellen.
Im Allgemeinen stellt die Erfindung ein Verfahren für die Behandlung eine proliferativen Hautstörung, beispielsweise Psoriasis, bei einem Patienten durch Bestrahlung der Haut des Patienten bereit; Detektieren wenigstens eines optischen Diagnostiksignals in Reaktion auf die Strahlung von einem ausgewählten Hautbereich des Patienten; Ermitteln aus dem optischen Diagnostiksignal, ob der ausgewählte Bereich von der Hautstörung betroffen ist; und, wenn der ausgewählte Bereich als von der Hautstörung betroffen ermittelt wird, Abgeben einer effektiven Dosis an phototherapeutischer Strahlung an den ausgewählten Bereich, beispielsweise unter Verwendung eines Lasers, z.B. eines Xenonchlorid-Excimerlaser. Das Verfahren kann automatisiert werden. Der ausgewählte Bereich kann kleiner als ungefähr 1 cm² sein.
In spezifischen Ausführungsformen ist die phototherapeutische Strahlung ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 290 nm bis 330 nm, und die effektive Dosis liegt im Bereich von ungefähr 0,02 J/cm² bis 1 J/cm². Die effektive Dosis kann größer als ungefähr zwei, drei, fünf oder sogar zehn minimale Erythemdosen (MED) sein. Das optische Diagnostiksignal kann sich zum Beispiel auf die diffuse Reflektanz oder Fluoreszenz beziehen oder ihnen entsprechen.
In einer anderen Ausführungsform kann der Einwirkungsschritt die Abgabe einer diagnostischen Strahlungdosis von einer Quelle umfassen, wobei die diagnostische Dosis ausreichend ist, um die Fluoreszenz von dem ausgewählten Bereich anzuregen, aber keine effektive phototherapeutische Strahlungsdosis ist, und wobei der Abgabeschritt das Abgeben einer effektiven phototherapeutischen Strahlungsdosis von der Quelle durch Erhöhen der Fluenz der Quelle umfasst.
Das neue Verfahren kann weiterhin das Detektieren wenigstens eines zusätzlichen optischen Diagnostiksignals von dem ausgewählten Bereich umfassen; und das Ermitteln aus allen Signalen, ob der ausgewählte Bereich von der Hautstörung betroffen ist. Zum Beispiel können sich wenigstens zwei der Signale auf verschiedene physiologische Eigenschaften der Hautstörung beziehen. Das Verfahren kann weiterhin das Erstellen einer digitalen Karte der von der Hautstörung betroffenen Bereiche der Haut des Patienten durch Wiederholen der Detektierungs- und Ermittlungsschritte für zusätzliche ausgewählte Bereiche umfassen; und das Abgeben von effektiven Dosen an phototherapeutischer Strahlung, z.B. ultravioletter Strahlung, an wenigstens einen, einige oder alle der betroffenen Bereiche, die auf der Karte gekennzeichnet sind.
Zusätzlich kann das Verfahren außerdem das Detektieren eines zusätzlichen optischen Diagnostiksignals von jedem der auf der Karte gekennzeichneten Bereiche umfassen, um zu bestätigen, dass diese Bereiche betroffen sind, und das Ausweisen der bestätigten Bereiche als Behandlungsbereiche; und das Abgeben einer effektiven Dosis an phototherapeutischer Strahlung an wenigstens einen der Behandlungsbereiche. Beispiels weise kann der Erstellungsschritt vor dem Abgabeschritt beendet werden.
Bei einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein System zur Behandlung einer proliferativen Hautstörung bei einem Patienten bereit. Das System umfasst eine Belichtungsquelle, die zum Bestrahlen der Haut des Patienten ausgelegt ist; einen zum Empfangen von von ausgewählten Bereichen der Haut des Patienten in Reaktion auf die Bestrahlung von der Belichtungsquelle ausgesendeter optischer Strahlung und zum Erzeugen eines sich auf die von jedem der ausgewählten Bereiche empfangenen Strahlung beziehenden Signals (beispielsweise kann das gemessene Signal Daten umfassen, die sich auf wenigstens zwei verschiedene physiologische Merkmale der Hautstörung beziehen) ausgelegt ist; einen mit dem Detektor verbundenen Analysierer, wobei der Analysierer die Signale von den ausgewählten Bereichen mit wenigstens einem Schwellenparameter vergleicht und ausgewählte Bereiche mit gemessenen Signalen über den Schwellenparametern als betroffene Bereiche ausweist; und eine Quelle, beispielsweise einen Xenonchlorid-Excimerlaser, der zum Abgeben von Dosen an therapeutischer Strahlung wie vom Analysierer ausgewiesen ausgelegt ist.
In diesem System kann der Detektor die diffuse Reflektanz und die Fluoreszenz messen, und der Analysierer kann die Signale, die sich auf die diffuse Reflektanz und die Fluoreszenz beziehen, mit dem wenigstens einen Schwellenparameter vergleichen, um die betroffenen Bereiche auszuweisen. Zusätzlich kann der Analysierer die gemessenen Signale normalisieren, wenn er sie mit dem wenigstens einen Schwellenparameter vergleicht.
Ein automatisiertes Positioniersystem kann auch mit dem Analysierer verbunden sein und zum Steuern der Abgabe von Dosen von der Quelle an die vom Analysierer ausgewiesenen, betroffenen Hautbereiche verwendet werden. Alternativ kann der Analysierer die therapeutische Quelle zum Abgeben der therapeutischen Strahlungsdosen an die betroffenen Hautbereiche, bei spielsweise durch ein manuelles Instrument, veranlassen, z.B. direkt veranlassen.
Beispielsweise kann das System ein manuelles Instrument umfassen, das mit der therapeutischen Quelle und dem Detektor verbunden ist, so dass das Instrument die optische Strahlung, die von den ausgewählten Bereichen der Haut des Patienten ausgesendet wird, an den Detektor liefert, und die therapeutischen Strahlungsdosen von der therapeutischen Quelle an die betroffenen Bereiche abgibt. In einigen Ausführungsformen kann das manuelle Instrument außerdem mit der Belichtungsquelle verbunden sein, um die Belichtungsstrahlung von der Belichtungsquelle an die Haut des Patienten abzugeben. Das manuelle Instrument kann einen oder mehreren Lichtwellenleiter umfassen, durch welche der Detektor die von den ausgewählten Bereichen der Haut des Patienten abgegebene optische Strahlung empfängt, und durch welche die therapeutische Quelle die therapeutischen Strahlungsdosen abgibt. Das manuelle Instrument kann die Form eines Stifts oder eines Kammes aufweisen. Das manuelle Instrument kann auch einen Positionssensor umfassen, der während des Betriebs ein Positionssignal zum Analysierer sendet, um eine relative Position des Instruments in Bezug auf den Patienten anzuzeigen. Beispielsweise kann der Positionssensor eine Positionskugel, die entlang der Haut des Patienten rollt, wenn ein Arzt oder Techniker das Instrument positioniert.
Eine minimale Erythemdosis (MED) ist als die geringste Fluenz definiert, die eine entzündliche Reaktion bei normaler Haut hervorruft. Die MED schwankt von Patient zu Patient und hängt von der natürlichen Hautfarbe ebenso wie von anderen Faktoren, wie beispielsweise Alter und Hautdicke, ab. Bei 310 nm variiert die MED für Kaukasier typischerweise von ungefähr 0,05 bis 0,30 J/cm², und die Energiemenge, die zum Bereitstellen eines MED erforderlich ist, ist bei Menschen mit dunklerer Haut größer.
Die Messung von diffuser Reflektanz ist als die Messung einer Lichtkomponente definiert, die vom Inneren der Oberfläche eines reflektierenden Objekts reflektiert wird. Vielfache Streuung im Objekt neigt dazu, die Lichtkomponente zu depolarisieren. Um die diffuse Reflektanz zu messen, misst man typischerweise polarisiertes Licht, das von einem mit orthogonal polarisiertem Licht belichteten Objekt reflektiert wird.
Solange nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, die normalerweise vom Fachmann mit durchschnittlichen Kenntnissen auf dem Gebiet, auf dem diese Erfindung liegt, verstanden wird. Obwohl ähnliche oder äquivalente Verfahren und Materialien wie die hier beschriebenen in der Praxis oder beim Test der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind geeignete Verfahren und Materialien unten beschrieben. Alle Veröffentlichungen, Patentanmeldungen, Patente und andere hierin erwähnten Referenzen sind durch Bezugnahme in ihrer Gänze hierin enthalten. Im Fall eines Konflikts wird die vorliegende Beschreibung einschließlich der Definitionen gelten. Zusätzlich sollen die Materialien, Verfahren und Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und nicht begrenzend wirken.
Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen viele Vorteile. Beispielsweise geben die Verfahren und Systeme Strahlung wahlweise nur an die Hautbereiche ab, die von Psoriasis betroffen sind, wodurch Risiken wie Sonnenbrand (akutes Risiko) und Hautkrebs (chronisches Risiko) reduziert werden, die derzeitigen Phototherapieverfahren innewohnen. Beispielsweise Skrotalkrebs ist bei Patienten, die derzeitigen Therapieverfahren unterworfen wurden, ungefähr 200-mal höher.
Außerdem ermöglichen die Verfahren und Systeme die Abgabe von hohen Strahlungsdosen an die betroffenen Bereiche, was die Effektivität der Phototherapie steigert. Außerdem wird für diese betroffenen Bereiche das Hautkrebsrisiko vermindert, da nur einige Behandlungen mit hochdosierter Strahlung anstelle von vielen Behandlungen mit niedrigdosierter Strahlung ver wendet werden. Epidemiologische Studien behaupten, dass das Hautkrebsrisiko geringer ist, wenn eine höhere Dosis pro Behandlung und eine niedrigere kumulative Dosis verwendet wird.
Die Verfahren und Systeme reduzieren auch die Anzahl von Behandlungen, die zum Klären der Psorias notwendig sind, beträchtlich, von ungefähr 25 auf ungefähr 5-10. Die Kosten der Psoriasis-Phototherapie werden von der für eine Klärung notwendigen Anzahl von Behandlungen dominiert. Demzufolge könnte die Erfindung beispielsweise in den Vereinigten Staaten mehr als die Hälfte der jährlichen Phototherapiekosten von ungefähr einer Milliarde Dollar sparen. Auch reduzieren die Verfahren und Systeme den Raum und die Zeit, die für jede individuelle Behandlung notwendig sind, was die Phototherapiekosten zusätzlich senkt. Da nur die betroffenen Bereiche behandelt werden, muss sich ein Arzt beispielsweise nicht um Verbrennungen der nicht-betroffenen Haut kümmern. Daher muss der Arzt von jeder Behandlung nicht wie bei traditioneller Phototherapie die einer MED entsprechende Strahlungsmenge ermitteln.
Zuletzt automatisieren die Verfahren und Systeme die detaillierten und äußerst genauen Aufgaben des Ausweisens und wahlweisen Behandelns nur derjenigen Hautbereiche, die von Psoriasis oder anderen Störungen betroffen sind. Die Verwendung von Mehrfachdiagnostiken, die verschiedene physiologische Hauteigenschaften überwachen, gewährleistet, dass von allen der Diagnostiken ausgewiesene Hautbereiche tatsächlich betroffen sind, z.B. von Psoriasis. Die Mehrfachdiagnostik verhindert dadurch die Abgabe von hochdosierter und möglicherweise schädlicher Strahlung an nicht betroffene Hautbereiche.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen ersichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines automatisierten Bestrahlungssystems für die Behandlung von entzündlichen, proliferativen Hautstörungen.
2 ist eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Systems aus 1.
3 ist ein Flussdiagramm der Schritte, die ein Computer beim Ausführen von Software zum Betrieb des in 1 gezeigten Systems in einem Behandlungsmodus ausführt.
4 ist ein Flussdiagramm von Schritten, die ein Computer beim Ausführen von Software zum den Betrieb des in 1 gezeigten Systems in einem Diagnostikmodus ausführt.
5 ist ein Flussdiagramm der Schritte, die ein Computer beim Ausführen von Software zum Betrieb des in 1 gezeigten Systems in einem kartengeführten Behandlungsmodus ausführt.
6a und 6b sind schematische Diagramme eines Lichtwellenleiter-Stiftsystems für die automatische Ausweisung und Behandlung einer proliferativen Hautkrankheit.
7 ist ein schematisches Diagramm eines Lichtwellenleiter-Kammsystems für die automatisierte Ausweisung und Behandlung einer proliferativen Hautkrankheit.
Detaillierte Beschreibung
Phototherapeutische Behandlung
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Abgeben von therapeutischer ultravioletter (UV-) Strahlung an Plaques von Psoriasis oder anderen Hautstörungen bei geringer oder keiner Einwirkung auf klinisch normale Haut bereit. Eine kollimierte UV-Strahlungsquelle scannt über den Körper eines Patienten, oder wird darüber gescannt, so dass nur Psoriasis-Plaques ei ne therapeutische Einwirkungsdosis von UV-Strahlung empfangen.
Psoriasis reagiert am besten auf UV-Strahlung in einem niedrigen Wellenlängenbereich in der Nähe von 310 nm. Bei längeren Wellenlängen als 310 nm ist die Effektivität von Strahlung zur Behandlung von Psoriasis, d.h. das "Aktionsspektrum", ähnlich dem Spektrum für verzögertes Erythem (d.h. Bräunung). Bei kürzeren Wellenlängen als 300 nm tritt Sonnenbrand sehr viel schneller als die Klärung von Psoriasis auf. Man vergleiche beispielsweise J.A. Parrish und K.F. Jaenicke in "Aktionsspektrum für die Phototherapie von Psoriasis" (J. Invest. Dermatol., 76: 336, 1981). Hohe Dosen von UV-Strahlung klären Psoriasis effektiver. Beispielsweise das Bestrahlen individueller Stellen in Psoriasis-Plaques mit einem Wellenband nahe 310 nm klärt die Stellen in einem Durchschnitt von nur 6 bis 8 Behandlungen zu drei minimalen Erythem-Dosen (MED) pro Behandlung, ohne irgendwelche Sonnenbrandreaktionen im Plaque. Die Dosen können größer als ungefähr zwei MED sein, größer als ungefähr drei MED, ungefähr zehn MED, oder größer als ungefähr zehn MED. Im Besonderen kann in einigen Fällen die Psoriasis in nur einer Behandlung mit einer Dosis von ungefähr sechzehn MED geklärt werden. Obwohl Dosen von ungefähr acht bis sechzehn MED typischerweise Blasen oder Hauterosionen verursachen, nehmen einige Patienten solche ungünstigen Effekte angesichts der schnellen Klärung der Psoriasis bei solchen Dosen in Kauf. Nichtsdestotrotz sollten viele Patienten zum Vermeiden solcher ungünstigen Effekte mit ungefähr zwei bis fünf MED behandelt werden.
Eine geeignete Quelle für die kollimierte UV-Strahlung ist ein Xenonchlorid(XeCl)-Excimerlaser, der mit ungefähr 308 nm arbeitet. Die Haut reagiert auf UV-Strahlung mit 308 nm empfindlicher als mit 310 nm. Bei 308 nm befindet sich eine therapeutische Fluenz ("Dosis") pro Behandlung von ungefähr 1 bis 10 MED typischerweise im Bereich von ungefähr 0,05 bis 0,5 J/cm². Diese Dosen sind viel größer als die in einer traditionellen Phototherapie verabreichten, bei denen im wesent lichen die gesamte Haut des Patienten der Strahlung ausgesetzt ist. Die gesamte bei einer Behandlung eines Patienten eingesetzte Laserenergie bei diesen Dosen kann wie folgt berechnet werden. Die Hautoberfläche eines Erwachsenen ist ungefähr 2 m², und ein ernster Psoriasis-Fall betrifft ungefähr 50% des Körpers eines Patienten. Daher muss der XeCl-Laser ungefähr 500-5000 J Gesamtenergie abgeben. Demzufolge ergibt sich für einen kleinen XeCl-Laser, der bei 10 Watt Durchschnittsleistung (d.h. 10 J/s) läuft, die Gesamtbehandlungszeit (d.h. die Zeit zum Abdecken des gesamten Körpers) zu ungefähr 50 bis 500 Sekunden. Die Behandlungszeit für größere XeCl-Laser, die beispielsweise bei 100 W Leistung arbeiten, ist weniger als ungefähr eine Minute.
Ein automatisiertes Positioniersystem gibt den UV-Strahl vom XeCl-Laser an die Psoriasis-Plaques auf dem Körper eines Patienten ab. Das Positioniersystem arbeitet in Verbindung mit einer oder mehreren optischen Diagnostiken, welche die Positionen der Psoriasis-Plaques ermitteln. In einer Ausführungsform arbeiten das Positioniersystem und die optischen Diagnostiken zusammen in "Realzeit". Das bedeutet, die optischen Diagnostiken scannen einen ausgewählten Bereich, und wenn die Diagnostiken feststellen, dass der ausgewählte Bereich von Psoriasis betroffen ist, gibt das Positioniersystem den Strahlungsstrahl an den ausgewählten Bereich sofort oder kurz danach ab, beispielsweise bevor die optische Diagnostik einen anderen ausgewählten Bereich scannt.
In einer anderen Ausführungsform scannt ein optisches System zuerst einen wesentlichen Teil eines betroffenen Bereichs oder im Wesentlichen den ganzen Körper des Patienten, um eine digitale Karte von einem oder mehreren optischen Diagnostiksignalen zu erstellen, welche die betroffenen und nicht-betroffenen Hautbereiche anzeigt. Danach gibt das Positioniersystem Strahlung an die betroffenen Hautbereiche gemäß der digitalen Karte ab. In dieser Ausführungsform kann ein Arzt die digitale Karte prüfen und/oder analysieren, bevor ein Patient potentiell schädlicher Strahlung ausgesetzt wird.
Basierend auf der Analyse könnte der Arzt zum Erstellen der Karte verwendete Parameter modifizieren und entweder die diagnostischen Scans wiederholen oder die digitale Karte unter Verwendung der modifizierten Parameter und existierender Daten aus den diagnostischen Scans neu zu entwerfen. Alternativ kann die Art die bei einer Realzeitbehandlung verwendeten Parameter basierend auf der Analyse festsetzen. Bei einer weiteren Ausführungsform werden eine oder mehrere Diagnostiken verwendet, um die digitale Karte zu erzeugen, und dann wird das Positioniersystem zum Abgeben von Strahlung gemäß der Karte und einer oder mehrerer zusätzlicher Diagnostiken, die in Realzeit verwendet werden, angeleitet.
Da das Positioniersystem hohe Strahlungsdosen in einer automatisierten Weise abgibt, ist es wichtig, dass die optischen Diagnostiken die Positionen der Psoriasis-Plaques korrekt feststellen.
Bei anderen Ausführungsformen umfasst eine manuelle oder tragbare Vorrichtung die optischen Diagnostiken, um automatisch betroffene Hautbereiche auszuweisen und nur die betroffenen Hautbereiche wahlweise zu behandeln. Bei diesen Ausführungsformen scannt ein Arzt und kein automatisiertes Positioniersystem die diagnostische und die therapeutische Strahlung über dem Patienten.
Optische Diagnostiken
Eine Vielzahl von Diagnostiken kann zum Ermitteln der Positionen von durch Psoriasis oder andere proliferative Hautstörungen verursachten Plaques verwendet werden. Typischerweise wird eine Diagnostik verwendet, um ein physiologisches Merkmal zu identifizieren, welches die Plaques von nicht-betroffener Haut unterscheidet. Beispielsweise ist Psoriasis eine entzündliche Störung, die Plaques erzeugt, die "röter" sind als normale Haut. Die "Röte" zeigt einen erhöhten Blutgehalt (Erythem) an, der unter Verwendung von Reflektanzmessungen quantifiziert werden kann.
Im Besonderen können Erytheme durch das Prüfen der Hautreflektanz im oder nahe des Absorptionsbandes von Oxyhämoglobin (HbO₂) im sichtbaren oder nah-infraroten Bereich quantifiziert werden. Um die Analyse zu vereinfachen, kann die "Röte" als ein Verhältnis der diffusen Reflektanz von einem ausgewählten Hautbereich für ein Paar von verschiedenen Wellenlängen gemessen werden, d.h. als ein Verhältnis von spektral aufgelösten Reflektanzmessungen. Dieser ratiometrische Ansatz normalisiert in Bezug auf spektraleinheitliche Unterschiede in absoluter Reflektanz von verschiedenen Hautbereichen. Ein geeignetes Wellenlängenpaar umfasst eine erste Wellenlänge von ungefähr 577 nm, wo HbO₂ ein starkes Absorptionsband aufweist, und eine zweite Wellenlänge im Bereich von ungefähr 600 bis 660 nm, wo HbO₂ nicht stark absorbiert. Eine verminderte Reflektanz des 577 nm Lichts im Verhältnis zum röteren 600 bis 660 nm Licht zeigt einen erhöhten Blutgehalt an. Das Verhältnis der Reflektanzmessungen bei diesen Wellenlängen ist relativ unabhängig von der Hautpigmentierung.
Andere Wellenlängenpaare können ebenfalls für spektral aufgelöste Reflektanzmessungen herangezogen werden. Beispielsweise ist die Sauerstoffsättigung von Hämoglobin in Psoriasis-Plaques bedeutend höher als die in nicht-betroffenen Hautbereichen. Deoxyhämoglobin (Hb) absorbiert stärker als HbO₂ bei ungefähr 815 nm, während HbO₂ stärker bei ungefähr 900 nm absorbiert, weswegen das Reflektanzverhältnis bei diesen Wellenlängen auch indikativ für Psoriasis ist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen werden die Reflektanzmessungen für Psoriasis unter Verwendung einer polarisierten Lichtquelle ausgeführt. Wenn die Quelle die Haut eines Patienten bestrahlt, hat das reflektierte Licht zwei Komponenten: eine spiegelnde Komponente oder Blendung, die von der Oberfläche kommt, und eine diffuse Komponente, die vom Inneren des Hautgewebes zurückgestreut wird. Die spiegelnde Komponente bleibt im Wesentlichen polarisiert, während die diffusen Komponenten als ein Ergebnis der vielfachen Streuung depola risiert werden. Das Detektieren von reflektiertem Licht, das parallel zur polarisierten Lichtquelle polarisiert ist, unterscheidet gegenüber der diffusen Komponente, während das Detektieren von reflektiertem Licht, das orthogonal zur polarisierten Lichtquelle polarisiert ist, gegenüber der spiegelnden Komponente unterscheidet. Die letztere Orientierung ist als Messung der "diffusen Reflektanz" bekannt, und wird als Diagnostik von Psoriasis bevorzugt, da die diffuse Komponente Information über die Reflektanz vom Inneren des Hautgewebes umfasst, beispielsweise von Erythemen. Für weitergehende Informationen über die Untersuchung von Haut unter Verwendung von polarisiertem Licht, vergleiche R.R. Anderson (Arch. Dermatol., 127: 1000-1005, 1991).
Ein anderes physiologisches Merkmal von Psoriasis ist die Proliferation von epidermalem Gewebe. Verglichen mit normaler Haut erhöht sich die Tryptophanfluoreszenz in Plaques von Psoriasis und anderen proliferativen Störungen, einschließlich aktinischer Keratose und basalen Zellkarzinomen (Kollias et al., US-Patent 5,456,260). Tryptophan ist der dominante aromatische Aminosäuren-Fluorophor in Haut. Die Tryptophanfluoreszenz ist ungefähr drei bis zehn mal höher in Psoriasis-Plaques als in normaler Haut. Die Anregung von Tryptophanfluoreszenz tritt in einem breiten Band mit einem Peak in der Nähe von 290 nm auf, das sich bis ungefähr 320 nm erstreckt, und die Fluoreszenzemission tritt in einem breiten Band mit einem Maximum in der Nähe von 355 nm auf. Der Grund für die erhöhte Tryptophanfluoreszenz bei Psoriasis ist unbekannt, ergibt sich aber wahrscheinlich aus einer Kombination von unvollständiger epidermaler Differenzierung (Expression von tryptophan-reichen Proteinen in der Nähe der Hautoberfläche) und erhöhter epidermaler Dicke (größere optische Weglängen in der Epidermis). Diese Faktoren sind nicht auf Psoriasis beschränkt, sind aber bei aktiven Psoriasis-Plaques immer vorhanden.
Da Tryptophanfluoreszenz bei einer Wellenlänge zwischen 290 und 320 nm angeregt werden kann, kann ein einzelner (308 nm) XeCl-Excimerlaser geringe Strahlungsdosen bereitstellen, um die Tryptophanfluoreszenz anzuregen und Psoriasis-Plaques zu identifizieren, und hohe Strahlungsdosen zur Behandlung der identifizierten Plaques bereitstellen. Licht bei 308 nm regt auch dermale Fluorophore, wie beispielsweise Collagen und Elastin an, deren fluoreszierende Emissionen zum Normalisieren der Tryptophanfluoreszenz verwendet werden können. Die Maxima der fluoreszierenden Emission für diese dermalen Fluorophore treten in der Nähe von 370 nm (sowohl zu Collagen als auch zu Elastin gehörig), 390 nm (hauptsächlich zu Elastin gehörig) und 420 nm (hauptsächlich zu Collagen gehörig) auf. Epidermale Proliferation verursacht eine Verdickung der Epidermis, was die Anregung dieser dermalen Fluorophore teilweise blockiert. Daher sind die Collagen- und Elastinemissionen bei Psoriasis geringer als bei normaler Haut. Entsprechend ist das Verhältnis von Tryptophanfluoreszenz, beispielsweise bei 355 nm, und der Collagen- oder Elastinfluoreszenz, beispielsweise bei 370 nm, 390 nm oder 420 nm, ein Verhältnis, das mit epidermaler Proliferation zunimmt und indikativ für Psoriasis ist. Außerdem wird das Verhältnis normalisiert, um den Unterschieden in der absoluten Fluoreszenz Rechnung zu tragen.
Zusätzliche Diagnostiken können andere physiologische Merkmale der von Psoriasis betroffenen Haut detektieren, wie beispielsweise erhöhten Blutfluss, Schuppigkeit, verringerte Melaninpigmentierung und erhöhte Hautdicke. Beispielsweise können Dopplerverschiebungen in gestreutem Laserlicht einen erhöhten Blutfluss anzeigen, Verstärkungen in der Lichtstreuung von der Hautoberfläche können Schuppigkeit anzeigen, spektral aufgelöste Reflektanz kann die Melaninpigmentierung messen, und optische Profilometrie kann die Hautdicke messen. Zusätzlich können Färbemittel, topische Behandlungen oder eingenommene Komponenten, die vorzugsweise entweder von betroffenen oder nicht betroffenen Hautbereichen absorbiert werden, zum Verbessern der optischen Ermittlung der Positionen der Psoriasis-Plaques verwendet werden. Beispielsweise kann eine topische Behandlung mit Dehydroxyaceton einem Patienten eine "falsche" Bräunung verleihen. Da sich von Psoriasis betroffene Hautbereiche abschälen, werden nur nicht-betroffene Hautbereiche gebräunt bleiben. Die Positionen der betroffenen Bereiche, die nicht gebräunt sind, können durch Reflektanzmessungen bestimmt werden. In einem anderen Beispiel kann Tetrazyklin vom Patienten eingenommen werden. Das Tetrazyklin neigt zur Bindung an die Epidermis und emittiert eine starke Fluoreszenz. Da die Epidermis bei Psoriasis-Plaques dicker ist, werden die Plaques eine stärkere Fluoreszenz von Tetrazyklin emittieren als von Psoriasis nicht betroffene Bereiche.
Die Verwendung von Mehrfachdiagnostiken erhöht die Sicherheit, dass das automatisierte Positioniersystem Strahlung nur an Hautbereiche abgibt, die von Psoriasis betroffen sind. Obwohl beispielsweise ein erhöhtes Erythem ein Merkmal von Psoriasis ist, ist es auch ein Merkmal von anderen roten Hautwunden, wie beispielsweise Hämangiome, die auch als "Feuermale" bekannt sind. Ein automatisiertes System, das hohe Strahlungsdosen basierend nur auf Messungen der diffusen Reflektanz, die eine erhöhte Hautrötung messen, abgibt, würde das Feuermal inkorrekt als Psoriasis diagnostizieren und potentiell schädliche Strahlung an das Feuermal abgeben. Jedoch weist ein Feuermal keine epidermale Proliferation auf, und eine diagnostische Messung der Trypophanfluoreszenz würde das Feuermal als nicht von Psoriasis betroffen diagnostizieren. Umgekehrt weist eine Warze epidermale Proliferation auf, aber keine erhöhte Hautrötung, und deswegen würden unabhängige Messungen der diffusen Reflektanz und der Tryptophanfluoreszenz die Warze als von Psoriasis nicht betroffen bzw. betroffen diagnostizieren. Ein automatisiertes System, das Strahlung nur an Bereiche abgibt, in denen sowohl die diffuse Reflektanz als auch die Tryptophanfluoreszenz Psoriasis diagnostizieren, unterscheidet korrekt zwischen einem Feuermal, einer Warze und tatsächlicher Psoriasis. Daher umfasst ein automatisiertes Strahlungssystem für Psoriasis vorzugsweise zwei oder mehrere Diagnostiken, die unabhängig voneinander verschiedene physiologische Merkmale von Psoriasis messen.
Ein automatisiertes Strahlungssystem für die Behandlung von Psoriasis
Ein automatisiertes System 11 für das Behandeln von Psoriasis unter Verwendung von spektral aufgelöster diffuser Reflektanzdiagnostik und Tryptophanfluoreszenzdiagnostik ist in 1 gezeigt. Ähnliche Systeme können zum Behandeln anderer entzündlicher proliferativer Hautstörungen verwendet werden. Das System 11 umfasst einen positionsgesteuerten, rotierbaren Tisch 12, auf dem ein Patient 10 steht. Der Tisch kann (nicht gezeigte) Griffe umfassen, so dass der Patient sich stützen und während der Behandlung stabil bleiben kann. In anderen Ausführungsformen kann das System einen Tisch umfassen, auf dem ein Patient liegt und der ergonomisch ausgestaltet ist, um die Bequemlichkeit des Patienten zu erhöhen und die Bewegungen des Patienten zu verringern. Eine Belichtungsquelle 14, die vier mit linearen Polarisierern ausgerüstete, regulierte 50-Watt-Wolfram-Halogenlampen umfasst, beleuchtet die Haut des Patienten mit polarisiertem Licht für die Beobachtung und für Reflektanzmessungen. Eine Farb-Ladungskopplungselementkamera (Farb-CCD-Kamera) 22 erfasst vom Patienten 10 reflektiertes Licht und misst ein Realzeitbild der Haut des Patienten, das auf einem Monitor 24 dargestellt wird. Das von der CCD 22 erfasste Licht ist sichtbares Licht (z.B. von ungefähr 450 nm bis 700 nm), das durch einen dichroitischen Spiegel 16 verläuft, der im Wesentlichen im UV und Nah-UV-Bereich (z.B. von ungefähr 290 nm bis 440 nm) reflektiv ist, aber nur teilweise reflektiv im sichtbaren Bereich. Die CCD 22 ist mit einem Polarisierer 20 ausgestattet, der senkrecht zur Polarisation des Beleuchtungslichts orientiert ist, so dass die CCD 22 die diffuse Reflektanz von der Haut des Patienten misst. Zusätzlich digitalisiert ein in einem Computer 30 gespeicherter Framegrabber das von der CCD 22 gemessene Bild und speichert das Bild im Computer 30 für die nachfolgende Verarbeitung.
Eine geeignete Farb-CCD 22 zusammen mit einem Standard-Framegrabber und dazugehöriger Bildverarbeitungssoftware ist erhältlich von Pulnix (Sunnyvale, CA). Die Farb-CCD 22 umfasst drei Detektorfeldsätze auf demselben Siliziumsubstrat. Die Detektorfelder sind mit optischen Filtern bedeckt, die sich geringfügig überlappende Wellenbänder im blauen, grünen bzw. roten Bereich des sichtbaren Spektrums durchlassen. Der Framegrabber nimmt jeweils Daten für das blaue, grüne und rote Feld auf und speichert die Daten im Computer 30. Die CCD 22 stellt eine Realzeitbeobachtung der Haut des Patienten durch den Monitor 24 bereit und speichert diese Bilder durch ihre Schnittstelle mit Computer 30 ebenfalls. Um die von Psoriasis betroffenen Bereiche der Haut des Patienten gemäß der "Röte" des erhöhten Erythems zu diagnostizieren, teilt der Computer 30 die gemessene Lichtintensität für jedes Pixel im roten Feld durch die gemessene Lichtintensität für jedes entsprechende Pixel im grünen Feld.
Die Größe des von der CCD betrachteten Bereichs der Haut des Patienten kann unter Verwendung verschiedener, im Stand der Technik bekannter bildgebender Optiken (nicht gezeigt) eingestellt werden. Im System 11, ist die CCD 22 so positioniert, dass das von der CCD 22 gemessene Bild die Höhe der Position umspannt. Um Bilder der diffusen Reflektanz von verschiedenen horizontalen Bereichen der Haut des Patienten (z.B. den Rücken des Patienten gegenüber dem Bauch des Patienten) zu betrachten und zu speichern, rotiert die Positionssteuerung 26 den Tisch 12. Die Positionssteuerung 26 ist mit dem Computer 30 verbunden und wird von ihm unter Verwendung von Standardpositionssteuerungssoftware gesteuert.
Das System 11 umfasst auch eine kollimierte ultraviolette Strahlungsquelle 34, die therapeutische Dosen an ultravioletter Strahlung für die betroffenen Bereiche der Haut des Patienten bereitstellt. Die Strahlungsquelle 34 ist ein nominell mit 10 Watt Durchschnittsleistung gepulster XeCl-Excimerlaser, der mit 100 bis 1000 Hz arbeitet und einen 308 nm-Behandlungsstrahl 40 bereitstellt. Ein Puls von diesem XeCl-Laser, fokussiert auf eine 3 mm Punktgröße, entspricht ungefähr 1 MED. Das System 11 umfasst weiterhin einen Spurlaser 42, wie beispielsweise einen kleinen, diodengepumpten Nd:YAG-Laser, der einen sichtbar grünen (532 nm-) Spurstrahl 41 von geringer Energie erzeugt. Ein dichroitischer Spiegel 38, der für ultraviolettes Licht durchlässig ist (das heißt, für den 308 nm-Behandlungsstrahl) und reflektiv für sichtbares Licht (z.B. den 532 nm-Spurstrahl), kombiniert den Spurstrahl 41 mit dem Behandlungsstrahl 40 und macht sie exakt kollinear miteinander. Danach lenken ein Scanspiegel 44 und ein dichroitischer Spiegel 16 den Behandlungs- und den Spurstrahl auf die Haut des Patienten. Wie zuvor beschrieben, ist der dichroitische Spiegel 16 im Wesentlichen reflektiv im UV- und Nah-UV-Bereich und teilweise reflektiv im sichtbaren Bereich. Dementsprechend reflektiert der dichroitische Spiegel 16 im Wesentlichen den gesamten Behandlungsstrahl und einen Teil des Spurstrahls in Richtung des Patienten. Die Intensität des vom Spiegel 16 reflektierten Teils des Spurstrahls 41 ist ausreichend, um einen sichtbaren grünen Punkt auf dem Patienten zu erzeugen. In den meisten Ausführungsformen ist die Punktgröße des Spur- und Behandlungsstrahls auf der Haut des Patienten geringer als ungefähr 1 cm, und ist typischerweise ungefähr 1 bis 4 mm. Zum Erzeugen der gewünschten Strahlpunktgrößen können Fokussieroptiken (nicht gezeigt) verwendet werden.
Eine Scannersteuerung 28 stellt den vertikalen Winkel des Scanspiegels 44 ein, wodurch der Behandlungsstrahl 40 (und der kollineare Spurstrahl 41) zu verschiedenen vertikalen Positionen auf der Haut des Patienten gelenkt wird (nachdem sie vom dichroitischen Spiegel 16 reflektiert worden sind). Die Scannersteuerung 28 ist mit dem Computer 30 verbunden und wird von ihm unter Verwendung von Standardscannersteuerungssoftware gesteuert. Ein geeignetes Scannersystem (Scanspiegel, Steuerung und Software) ist von General Scanning (Watertown, MA) erhältlich. Durch seine Verbindungen zur Scannersteuerung 28 und zur Positionssteuerung 26 kann der Computer 30 den Behandlungsstrahl 40 im Wesentlichen zu jedem Bereich der Haut des Patienten lenken.
Der Abstand zwischen der CCD 22 und dem dichroitischen Spiegel 16 sollte genau derselbe sein wie der Abstand zwischen dem Scanspiegel 44 und dem dichroitischen Spiegel 16. Demzufolge empfängt die CCD 22 Licht in der virtuellen Ebene des Scanspiegels 44. In dieser Anordnung wird das von der CCD gemessene Bild gemessen, als ob die CCD im Pfad der kollinearen Behandlungs- und Spurstrahlen positioniert wäre. Daher tritt keine Parallaxe zwischen der CCD und den kolinearen Behandlungs- und Spurstrahlen auf. Im Besonderen ist jeder Winkel des Scanspiegels in Registrierung mit einem Pixel auf der CCD, und diese Registrierung ist unabhängig von dem Abstand des Patienten von der CCD und dem Scanspiegel. Dies wird in 2 veranschaulicht, die den Behandlungsstrahl 40a und einen virtuellen, von der CCD 22 detektierten Strahl 43a zeigt, wenn der Scanspiegel 44 sich an einem Winkel 44a befindet, und die auch den Behandlungsstrahl 40b und einen virtuellen, von der CCD 22 detektierten Strahl 43b zeigt, wenn der Scanspiegel 44 sich an einem Winkel 44b befindet.
Zurück zu 1, detektiert die CCD 22 den grünen Spurstrahl 41, wenn sie Bilder auf dem Monitor 24 darstellt und die Bilder im Computer 30 speichert. Da der grüne Spurstrahl genau kolinear mit dem Behandlungsstrahl ist, kann ein Arzt die Position des Behandlungsstrahls auf der Haut des Patienten unter Verwendung des Monitors 24 beobachten. Außerdem kann durch das Aufzeichnen der Position des Spurstrahls in verschiedenen Positionen auf der Haut des Patienten die Software im Computer 30 die Registrierung des von der CCD 22 aufgenommenen digitalen Bilds mit der Positionierung des Behandlungsstrahls durch die Scannersteuerung 22 mittels des Scanspiegels 44 bestätigen.
Kurz nach ihrer Kombination durch den dichroitischen Spiegel 38 durchlaufen der Behandlungs- und der Spurstrahl einen vom Computer gesteuerten Shutter 36. Der Shutter 36 umfasst eine einstellbar positionierte Blende mit zwei Öffnungen, durch welche die Strahlen passieren können. Unter der Steuerung vom Computer 30 positioniert der Shutter die Blende zum Blockieren der Strahlen oder zum Durchlassen der Strahlen durch eine der Öffnungen. Die erste Öffnung überträgt die Strahlen vollständig. Die zweite Öffnung ist mit einem neutralen (d.h. im Wesentlichen spektral einheitlichen) optischen Dichtefilter bedeckt, der ungefähr 1% der Strahlenenergie teilweise überträgt. Wenn die Strahlen durch die erste Öffnung passieren, überträgt der Shutter 36 die volle Energie des Behandlungs- und des Spurstrahls, wodurch eine therapeutische Dosis an UV-Strahlung von der Quelle 34 an die Haut des Patienten abgegeben wird. Wenn die Strahlen durch die zweite Öffnung passieren, gibt der Shutter 36 eine Dosis von UV-Strahlung an die Haut des Patienten ab, die ausreichend zum Anregen der Tryptophanfluoreszenz ist, aber nicht ausreichend, um die Haut des Patienten zu zerstören oder zu verletzen (d.h. eine Diagnostikdosis). Während des Betriebs rastern der Scanspiegel 44 und die Steuerung 28 den Behandlungsstrahl 40 und den Spurstrahl 41 mit einer schnellen Rate entlang des Körpers des Patienten (z.B. mit ungefähr 4 bis 40 mm/ms). Das Erscheinungsbild des Spurstrahls auf dem Monitor 24 wird zwischen hell und schwach hin- und hertoggeln, in Abhängigkeit davon, ob der Behandlungsstrahl eine therapeutische (und potentiell schädliche) Dosis an UV-Strahlung oder eine diagnostische (und sichere) Dosis an UV-Strahlung abgibt.
Ein teilweise reflektierender dichroitischer Spiegel 46 leitet die Fluoreszenz und die diffuse Reflektanz (von Licht von der Belichtungsquelle 14) von dem Hautbereich, der durch den Behandlungsstrahl angeregt wurde, zu einem Lichtwellenleiter 48, der mit einem Spektrometer-Board 49 (Ocean Optics, FL) im Computer 30 gekoppelt ist. Das Licht, das den Leiter 48 erreicht, wird vom dichroitischen Spiegel 16 und vom Scanspiegel 44 zum dichroitischen Spiegel 46 gelenkt. Der Spiegel 46 ist bei 308 nm durchlässig, der Wellenlänge der UV-Quelle 34, aber teilweise reflektiv für längere Wellenlängen im Nah-UV- und sichtbaren Bereich (d.h., länger als ungefähr 330 nm).
Eine Linse 50 ist zum ausschließlichen Koppeln von Fluoreszenz und Reflektanz von dem mit dem Behandlungsstrahl 40 zusammenfallenden Hautbereich in den Leiter 48 positioniert. Ein Polarisierer 51, der senkrecht zu der Polarisation des Lichts von der Belichtungsquelle 14 orientiert ist, ist direkt vor dem Leiter 48 positioniert, so dass das Spektrometer-Board 49 nur die diffuse Reflektanz misst.
Um die epidermale Proliferation zu überwachen, nimmt das Spektrometer die Tryptophanfluoreszenz bei 355 nm in Bezug auf die Collagenfluoreszenz bei 420 nm auf und speichert die Daten im Computer 30 für eine anschließende Verarbeitung. Um eine erhöhte Hautrötung zu überwachen, nimmt das Spektrometer die diffuse Reflektanz bei ungefähr 577 nm (ein starkes Absorptionsband von HbO₂) in Bezug auf ungefähr 640 nm (nur geringe Absorption durch HbO₂) auf und speichert die Daten im Computer 30 für eine nachfolgende Verarbeitung. Dieser zweite Datensatz kann zusammen mit oder anstelle der von der CCD 22 aufgenommenen roten und grünen Feldbilder verwendet werden. Im Computer 30 gespeicherte Standardsoftware (auch von Ocean Optics erhältlich) kann die spektroskopischen Daten vom Spektrometer-Board 49 verarbeiten.
Das System 11 umfasst auch eine Bedienerschnittstelle 32, die mit dem Computer 30 verbunden ist. Die Bedienerschnittstelle 32 ermöglicht die Eingabe von bedienerspezifizierten Schwellenparametern, Spezifikationen für die Darstellung der aufgenommenen Bilder und Daten, Parameter für den Shutter, den Behandlungsstrahl, das Spektrometer-Board und die Scan- und Positionssteuerungen. Die Bedienerschnittstelle 32 umfasst auch einen "Notaus-Schalter", der den Shutter 36 sofort schließt und die Abgabe von therapeutischen Strahlungsdosen an den Patienten beendet.
Das System 11 kann auf vielerlei Arten modifiziert werden. Beispielsweise können verschiedene kollimierte UV-Quellen (z.B. parallel gerichtete Strahlen von einer Bogenlampe wie beispielsweise Xenon, Quecksilber und Xenon-Quecksilber und Excimerlaser wie beispielsweise HeCd, frequenzverdreifachte Nd:YAG oder TI:Saphir und Nitrogenlaser), verschiedene Belichtungsquellen (z.B. fluoreszierende Lampen, Glühlampen und sichtbare Laser) und verschiedene Spurlaser (z.B. Niedrigleistungs-HeNe, Dioden und Farblaser) verwendet werden. Auch können anstelle einer Farb-CCD-Kamera andere Digitalkameras verwendet werden (z.B. Felddetektoren und Ladungsinjektionselement-Detektoren (CID-Detektoren). Der Shutter kann ein mechanischer, elektrooptischer, akustooptischer oder Flüssigkristallshutter sein. Alternativ kann der Computer, anstelle einen Shutter zu benutzen, die Ausgabe der UV-Strahlungsquelle und den Spurlaser direkt modulieren, z.B. durch Strom oder Spannungsregulierung. Verschiedene Typen von bildgebenden, scannenden und positionierenden Systemen können ebenfalls verwendet werden. Beispielsweise kann die Strahlabgabe und die Fluoreszenz- und Reflektanzerfassung anstelle von Scanspiegeln durch Faserbündel erreicht werden, die an den x-y- oder sogar x-y-z-Stufen der computergesteuerten Übertragung angebracht sind. Die CCD-Kamera könnte auch an solchen Stufen angebracht sein. Genauso können verschiedene Typen von Spektrometern verwendet werden, wie beispielsweise ein Monochrometer von großem Maßstab, das mit einem Felddetektor ausgestattet ist. Bei jeder der optischen Messungen kann die Empfindlichkeit und der dynamische Bereich unter Verwendung von Verriegelungsdetektierung und Photonenzähltechniken ebenso wie von anderen im Stand der Technik bekannten Techniken erhöht werden.
Betreiben des automatisierten Behandlunssystems
Ungefähr einen Tag vor der Behandlung wendet ein Patient eine Alpha-Hydroxysäure, wie beispielsweise Salicylsäure oder Milchsäure, auf die betroffenen Hautbereiche an, um die Schuppen der Psoriasis-Plaques zu entfernen. Nach einer Dusche am folgenden Tag und vor der Behandlung wendet der Patient dann ein indexabgestimmtes Schmiermittel an, wie beispielsweise Mineralöl, um die optischen Diagnostiken zu verbessern. Ist der Patient danach einmal auf dem Tisch 12 posi tioniert und beleuchtet die Belichtungsquelle 14 den Patienten, kann die Behandlung beginnen.
Der Computer 30 speichert ein computerlesbares Programm (d.h., Software), das auf einem Prozessor im Computer ausgeführt wird, um das System 11 zu betreiben. Das Programm arbeitet zusammen mit kommerziell erhältlicher Software, die zum Betreiben des Spektrometer-Boards 49, der Scannersteuerung 28, der Positionssteuerung 26, des Shutters 36 und der CCD 22 im Computer gespeichert ist. Gemäß dem Programm kann das System 11 in einer Anzahl von Modi arbeiten. In einem ersten Modus führt das System die in 3 gezeigten und unten beschriebenen Schritte aus.
Zuerst fordert der Computer 30 den Bediener auf, Parameter für die Behandlungsfluenz für die UV-Quelle, den Scan- und Positionierbereich für die Scannersteuerung 28 und die Positionssteuerung 26 und Schwellwerte für die optischen Diagnostiken einzugeben oder auszuwählen (Schritt 100). Beim System 11 gibt es drei Diagnostiken. Die erste Diagnostik stellt das Verhältnis (CCD-Reflektanzverhältnis) der von einem Pixel auf dem roten Feld der CCD 22 gemessenen diffusen Reflektanz geteilt durch die vom entsprechenden Pixel auf dem grünen Feld der CCD 22 gemessenen diffusen Reflektanz bereit. Die zweite Diagnostik stellt das Verhältnis (Spektrometer-Reflektanzverhältnis) der vom Faserspektrometer 49 gemessenen diffusen Reflektanz bei 640 nm zu der bei 577 nm bereit. Sowohl die CCD- als auch die Spektrometer-Reflektanzverhältnisse sind Messungen des erhöhten Erythems, d.h. der "Röte". Die dritte Diagnostik stellt das Verhältnis (Fluoreszenzverhältnis) der vom Spektrometerbord 49 gemessenen Fluoreszenz bei 350 nm zu der bei 420 nm bereit. Das Fluoreszenzverhältnis ist eine Messung der epidermalen Proliferation, wie sie von der erhöhten Tryptophanfluoreszenz angezeigt wird. Diese Verhältnisse sind Beispiele von optischen Diagnostiksignalen, die sich auf physiologische Merkmale von Psoriasis beziehen. Für jedes dieser Verhältnisse veranlasst das Programm den Bediener, einen Schwellenwert in den Compu ter einzugeben oder aus einer Anzahl von vorgegebenen Schwellenwerten auszuwählen, für den ein gemessenes Verhältnis, das größer als das Schwellenverhältnis ist, ein physiologisches Merkmal von Psoriasis anzeigt.
Im nächsten Schritt sendet der Computer 30 der Positionssteuerung 26 ein Signal zum Setzen des rotierbaren Tisches 12 auf die anfängliche, vom Positionsbereich spezifizierte "x"-(horizontale) Position (Schritt 102), und sendet anschließend ein Signal zur Scannersteuerung 28 zum Setzen des Scanspiegels 44 auf eine anfängliche, vom Scanbereich definierte "y"-(vertikale) Position (Schritt 104). Danach nimmt der Computer 30 ein von der CCD 22 gemessenes digitales Farbbild der Haut des Patienten auf und speichert es (Schritt 106). Dann stellt der Computer 30 das CCD-Reflektanzverhältnis für die Pixel fest, die dem Hautbereich entsprechen, auf die der Scanspiegel 44 zeigt, d.h. dem gescannten Bereich (Schritt 108). Wenn dieses Verhältnis geringer als der entsprechende bedienerdefinierte Schwellenwert ist, weist der Computer 30 die Scansteuerung 28 an, den Scanspiegel 44 einen vertikalen Schritt vorzurücken (d.h., durch Einstellen des Winkels des Scanspiegels) und setzt das Programm auf Schritt 108 zurück (Schritt 110). Wenn dieses Verhältnis größer als der entsprechende bedienerdefinierte Schwellenwert ist, ermittelt der Computer 30 das Spektrometer-Reflektanzverhältnis, öffnet dann den Shutter 36 zum Abgeben einer diagnostischen Strahlungsdosis an den gescannten Bereich und ermittelt danach das Fluoreszenzverhältnis (Schritt 112).
Im nächsten Schritt vergleicht der Computer 30 das Spektrometer-Reflektanzverhältnis und das Fluoreszenzverhältnis mit ihren entsprechenden Schwellenwerten. Wenn diese Verhältnisse nicht beide über ihrem jeweiligen Schwellenwert liegen, weist der Computer 30 die Scansteuerung 28 an, den Scanspiegel 44 einen vertikalen Schritt vorzurücken, und setzt das Programm auf Schritt 108 zurück (Schritt 114). Wenn diese beiden Verhältnisse über ihrem jeweiligen Schwellenwert liegen, öffnet der Computer 30 den Shutter 36 zum Abgeben einer therapeuti schen Strahlungsdosis an den gescannten Bereich und weist die Scansteuerung 28 dann an, den Scanspiegel 44 einen vertikalen Schritt vorzurücken, und setzt das Programm auf Schritt 108 zurück (Schritt 116).
Wenn die Scansteuerung 28 in einem der Schritte 110, 114 oder 116 feststellt, dass der Scanspiegel 44 am Ende des Scanbereiches ist, sendet sie ein "Scan-Bereichsende"-Signal an den Computer 30, der daraufhin die Positionssteuerung 26 zum Weiterschieben (z.B. Drehen oder um einen Schritt vorrücken) des Tisches 12 um einen horizontalen Schritt anweist und das Programm auf Schritt 104 zurücksetzt, um einen neuen vertikalen Scan zu beginnen (Schritt 118). Wenn die Positionssteuerung 26 bei Schritt 118 feststellt, dass der rotierbare Tisch 12 am Ende des Positionierbereichs angekommen ist, sendet sie ein "Positionier-Bereichsende"-Signal an den Computer 30, das anzeigt, dass der Scan vollständig ist, und der Computer 30 beendet die Behandlung (Schritt 120).
Während des Scannens kann der Bediener (d.h. der Arzt oder Techniker) die Haut des Patienten und den Spurstrahl auf dem auf Monitor 24 dargestellten Realzeitbild beobachten. Der grüne Spurstrahl ist nur sichtbar, nachdem das CCD-Reflektanzverhältnis anzeigt, dass der gescannte Bereich ein erhöhtes Erythem oder Röte aufweist, da der Shutter 36 nur dann geöffnet wird, um eine diagnostische Strahlungsdosis abzugeben. Wenn der Bediener auf dem Monitor 24 beobachtet, dass der Spurstrahl nicht auf einem "roten" Plaque liegt, zeigt dies an, dass der Schwellwert für das CCD-Reflektanzverhältnis zu gering ist, oder dass der Spurstrahl und der Behandlungsstrahl sich nicht in Registratur mit dem CCD-Bild befinden. In beiden Fällen kann der Bediener die Behandlung unter Verwendung des "Notaus-Schalters" beenden.
Der Spurstrahl ändert sich von schwach zu hell, wenn einmal eine therapeutische Strahlungsdosis an den gescannten Bereich abgegeben wird. Wenn der Bediener basierend auf dem Realzeitbild auf dem Monitor 24 feststellt, dass eine therapeutische Dosis nicht an den vom hellen grünen Spurstrahl hervorgehobenen Bereich abgegeben werden sollte, beendet der Bediener die Behandlung unter Verwendung des "Notaus-Schalters" umgehend. Das Szenario kann auftreten, wenn die Schwellenwerte für die Diagnostikverhältnisse zu niedrig sind, oder wenn die Diagnostiken Hautbereiche identifizieren, die sowohl "Röte" als auch epidermale Proliferation aufweisen, aber trotzdem nicht von Psoriasis-Epidermis betroffen sind. Umgekehrt kann der Bediener feststellen, dass Hautbereiche nicht behandelt werden, die von Psoriasis betroffen zu sein scheinen. In diesem Fall können einer oder mehrere der Schwellenwerte zu hoch sein.
In einigen Fällen wird der Bediener die Schwellenwerte für das CCD-Reflektanzverhältnis relativ niedriger als für das Spektrometer-Reflektanzverhältnis ansetzen. Demzufolge stellt das CCD-Reflektanzverhältnis eine grobe Sensitivität auf "rote" Bereiche bereit und führt den Scanner zu diesen Bereichen, wie vom schwachen Spurstrahl angezeigt. Befindet er sich einmal in diesen Bereichen, stellen das SpektrometerReflektanzverhältnis und das Fluoreszenzverhältnis empfindlichere Diagnostiken von physiologischen Merkmalen zur Verfügung, die indikativ für Psoriasis sind.
Um die Schwellenwerte korrekt festzusetzen, die von Patient zu Patient oder mit der Schwere der Psoriasis variieren können, kann das Programm in einem zweiten (diagnostischen) Modus arbeiten. Im zweiten Modus wird keine Behandlung an den Patienten abgegeben, und das System führt die in 4 gezeigten und unten beschriebenen Schritte durch.
Nachdem ein Patient auf dem Tisch 12 positioniert ist und die Belichtungsquelle den Patienten bestrahlt, veranlasst der Computer 30 den Bediener zum Eingeben der Scan- und Positionierbereiche für die Scannersteuerung 28 und die Positionssteuerung 26 (Schritt 130). Im nächsten Schritt sendet der Computer 30 ein Signal zur Positionssteuerung 26 zum Setzen des rotierbaren Tisches 12 auf die anfängliche, vom Positi onsbereich spezifizierte "x"-(horizontale) Position (Schritt 132) und dann ein Signal zur Scannersteuerung 28 zum Setzen des Scanspiegels 44 auf eine anfängliche, vom Scanbereich definierte "y"-(vertikale) Position (Schritt 134). Danach nimmt der Computer 30 ein von der CCD 22 gemessenes digitales Farbbild der Haut des Patienten auf und speichert es (Schritt 136). Im nächsten Schritt ermittelt der Computer 30 für den gescannten Bereich das CCD-Reflektanzverhältnis aus dem aufgenommenen Bild, das Spektrometerreflektanzverhältnis aus Messungen durch das Spektrometer-Board 49, und nach dem Öffnen des Shutters 36 zum Abgeben einer diagnostischen Strahlungsdosis das Fluoreszenzverhältnis aus Messungen vom Spektrometer-Board 49 und speichert sie (Schritt 138). Dann weist der Computer 30 die Scansteuerung 28 an, den Scanspiegel 44 einen vertikalen Schritt vorzurücken, und setzt das Programm auf Schritt 138 zurück (Schritt 140).
Wenn die Scansteuerung 28 in Schritt 138 feststellt, dass der Scanspiegel 44 am Ende des Scanbereiches angelangt ist, sendet sie ein "Scan-Bereichsende"-Signal an den Computer 30, der daraufhin die Positionssteuerung 26 anweist, den Tisch 12 um einen horizontalen Schritt vorzurücken (z.B. zu rotieren oder fortzuschreiten), und setzt das Programm auf Schritt 136 zurück, um einen neuen vertikalen Scan zu beginnen (Schritt 142). Wenn die Positionssteuerung 26 bei Schritt 142 feststellt, dass der rotierbare Tisch 12 am Ende des Positionierbereichs angelangt ist, sendet sie ein "Positionier-Bereichsende"-Signal zum Computer 30, welches anzeigt, dass der Scan vollständig ist (Schritt 144).
Ist der Scan einmal vollständig, stellt der Computer 30 auf einem Computermonitor 31 Graustufenbilder der Haut des Patienten dar, die jeweils auf dem CCD-Reflektanz-, Spektrometer-Reflektanz- und Fluoreszenz-Verhältnis basieren (Schritt 146). Der Computer 30 fragt vom Bediener dann Versuchsschwellenwerte ab (Schritt 148). Danach ermittelt der Computer 30 ein "Behandlungs"-Bild der Haut des Patienten, welches Hautbereiche hervorhebt, die basierend auf den Versuchsschwellen werten und den Diagnostikverhältnissen aus dem Scan behandelt werden würden, und stellt es dar (Schritt 150). Basierend auf den Graustufenbildern und dem Behandlungsbild modifiziert der Bediener die Versuchsschwellenwerte. Dann wiederholt das Programm die Schritte 148 und 150, bis der Bediener mit dem Behandlungsbild zufrieden ist, an welchem Punkt der Computer 30 die endgültige Schwellenwerte und das endgültige Behandlungsbild speichert (Schritt 152). Diese Schwellenwerte können für denselben Patienten in einem nachfolgenden Behandlungsscan verwendet werden, indem das Programm im ersten, in 3 gezeigten Modus arbeitet.
Alternativ kann das Programm in einem dritten Modus arbeiten, in dem das endgültige Behandlungsbild als eine "Behandlungskarte" in einem darauffolgenden Behandlungsscan verwendet wird. Im dritten Modus führt das Programm die in 5 gezeigten und unten beschriebenen Schritte aus.
Zuerst ruft der Computer 30 die Behandlungskarte und die endgültigen Schwellenwerte, die für den Patienten unter Verwendung des oben in Bezug auf 4 beschriebenen Diagnostikmodus des Programms ermittelt wurden, ab oder veranlasst den Bediener, sie herunterzuladen oder einzugeben (Schritt 160). Dann sendet der Computer 30 ein Signal an die Positionssteuerung 26 und die Scannersteuerung 28 zum Setzen des Tisches 12 und des Scanspiegels 44 auf einen Behandlungsbereich, der dem ersten Pixel der Behandlungskarte entspricht (Schritt 162). Wenn er vom Bediener vor dem Scan dazu veranlasst wurde, ermittelt der Computer 30 dann ein oder mehrere der Diagnostikverhältnisse für den Behandlungsbereich und vergleicht diese Verhältnisse mit den endgültigen Schwellenwerten, um zu gewährleisten, dass die Behandlungskarte für den gegenwärtigen Scan korrekt ist (Schritt 164). Ist die Behandlungskarte korrekt, öffnet der Computer 30 den Shutter 36, und die UV-Quelle 34 gibt eine therapeutische Strahlungsdosis an den Behandlungsbereich ab (Schritt 166). Dann wiederholt der Computer die Schritte 162, 164 und 166 für die verbleibenden Pixel auf der Behandlungskarte (Schritt 168).
In anderen Ausführungsformen kann das Programm auf verschiedene Arten modifiziert werden. Beispielsweise kann der Computer 30 nach dem Aufnehmen des CCD-Bildes ein CCD-Reflektanzverhältnis für jedes Pixel ermitteln, das den Hautbereichen im Scanbereich für die gegenwärtige Position des rotierbaren Tisches 12 entspricht, d.h. für alle Pixel in einem vertikalen Zeilenscan. Danach weist der Computer 30 die Scansteuerung 28 an, schrittweise nur die Bereiche des Zeilenscans zu scannen, die von den CCD-Reflektanzverhältnissen als betroffene Bereiche ausgewiesen sind.
Ist in einem anderen Beispiel einmal eine phototherapeutische Strahlungsdosis an einen betroffenen Bereich abgegeben, weist der Computer 30 den Shutter 36 an, vollständig offen zu bleiben und phototherapeutische Dosen an aufeinanderfolgende Bereiche abzugeben, bis die Diagnostikverhältnisse anzeigen, dass der gescannte Bereich kein betroffener Bereich ist. In diesen Fällen verwendet der Computer 30 die von den phototherapeutischen Strahlungsdosen erzeugte Fluoreszenz zum Ermitteln des Fluoreszenzverhältnisses. Mit dieser Modifikation behandelt der Computer betroffene Bereiche in Psoriasis-Plaques schneller, da der Shutter 36 die Blende nicht mechanisch zum Abgeben einer diagnostischen und einer therapeutischen Strahlungsdosis für jeden betroffenen Bereich einstellt.
Bei weiteren Beispielen kann der Computer die Fluenz der therapeutischen Dosis für jeden Behandlungsbereich gemäß den Unterschieden der Diagnostikverhältnisse von den Schwellenwerten variieren (durch Steuern des Shutters). Alternativ oder zusätzlich kann der Computer eine therapeutische Dosis nur abgeben, wenn ein oder mehrere der Diagnostikverhältnisse sich in bedienerspezifizierten Schwellenbereichen, d. h., Bereichen mit oberen und unteren Grenzen, befinden. Auch muss der Computer zur Vereinfachung des Verfahrens nur eine einzelne Diagnostik für die diffuse Reflektanz auswerten, d.h., entweder das CCD-Reflektanzverhältnis oder das Spektrometer-Reflektanzverhältnis.
Die optischen Diagnostiksignale können auch anders als die oben beschriebenen, empirisch normalisierten Verhältnisse sein. Beispielsweise können absolute Werte verwendet werden, oder absolute Werte, die theoretisch normalisiert sind (z.B. durch theoretische Kompensation für die Fluoreszenzabhängigkeit vom Einfallwinkel des Behandlungsstrahls). Auch können die Diagnostiksignale Verhältnisse sein, die Hintergrundkorrekturen umfassen, z.B. können sie aus drei spektralen Signalen gemäß der Form (A-B)/C ermittelt werden, wobei "B" den Hintergrund vom spektralen Signal von Interesse "A" abzieht und "C" das hintergrundfreie Signal normalisiert. Im Allgemeinen können komplexe Steuerroutinen basierend auf dem Feedback von den Diagnostikmessungen implementiert werden.
Außerdem kann die Analyse der CCD-Bilder durch Anwendung einer Anzahl von im Stand der Technik bekannten Techniken verbessert werden. Beispielsweise kann "Kantenverbesserung" von Wunden durch eine Analyse der Ableitung einer gegebenen Diagnostik zwischen benachbarten Pixeln oder Pixelgruppen implementiert werden. Die Wertebereiche für jedes Pixel können eingestellt werden, um den dynamischen Bereich einer gegebenen Diagnostik zu optimieren. "Schlechte" Pixel aufgrund von CCD-Fehlern und/oder Rauschen können unter Verwendung von globalen oder lokalen statistischen Verfahren erkannt und eliminiert oder lokalen Durchschnittswerten zugewiesen werden. "Glättungs"-Algorithmen können auch verwendet werden, um hohe räumliche Frequenzvariationen zu vermindern.
Manuelle Systeme
Auch manuelle Vorrichtungen können verwendet werden, um die oben beschriebene automatisierte Behandlung zu übermitteln. Wie in den oben beschriebenen Systemen umfasst die manuelle Vorrichtung eine oder mehrere optische Diagnostiken, um betroffene Hautbereiche auszuweisen und eine Behandlung der be troffenen Bereiche zu leiten. Während des Betriebs scannt ein Operator die Vorrichtung manuell über Bereiche der proliferativen Hautkrankheit, und die optischen Diagnostiken entscheiden, welche Bereiche mit der therapeutischen Strahlung behandelt werden sollen. Auf diese Weise sind die manuellen Systeme identisch mit den zuvor beschriebenen Systemen, außer dass der Operator und nicht ein automatisches Positioniersystem die diagnostische und therapeutische Strahlung über den Patienten scannt. In einer anderen Ausführungsform der manuellen Vorrichtung positioniert ein Operator die Vorrichtung manuell zwischen die Bereiche mit der Hautkrankheit, und die Vorrichtung selbst scannt die diagnostische und die therapeutische Strahlung in jedem Bereich.
Ein Beispiel einer die automatisierte Behandlung bereitstellenden manuellen Vorrichtung ist das in 6a gezeigte Faseroptik-Stiftsystem. Eine UV-Strahlungsquelle 200 stellt therapeutische Strahlung bereit, und eine Belichtungsquelle 202 in einem Diagnostiksystem 204 stellt diagnostische Strahlung an einen dichroitischen Strahlenteiler 206 bereit, der die diagnostische und die therapeutische Strahlung kombiniert und in ein Faseroptikbündel 208 koppelt. Das Faseroptikbündel ist mit einem stiftförmigen Träger 209 verbunden, um einen Faseroptikstift 210 zu bilden. Das distale Ende 211 des Stifts 210 lässt die verschiedenen Fasern des Faseroptikbündels 208 frei.
Wie in 6B gezeigt, die ein Querschnittsdiagramm des distalen Endes des Faseroptikstifts 210 darstellt, umfasst der Träger 209 eine äußere zylindrische Hülle 214, welche die vielen Lichtwellenleiter 216 umgibt und umschließt, aber die Enden der Fasern am distalen Ende 211 des Stiftes 210 freilässt.
Während des Einsatzes wird der Stift 210 über die Haut eines Patienten geführt, und die freiliegenden Lichtwellenleiter 216 geben therapeutische und diagnostische Strahlung an Bereiche der Haut ab und empfangen diagnostische Signalstrah lung, z.B. Fluoreszenz oder diffuse Reflektanz, von ihnen. Die Lichtwellenleiter 216 liefern die diagnostische Signalstrahlung mittels des Faseroptikbündels 208 und des dichroitischen Strahenlteilers 206 an einen Detektor 218 im Diagnostiksystem 204. Ein Computer 220 steuert sowohl die UV-Strahlungsquelle 200 als auch das Diagnostiksystem 204 und empfängt ein diagnostisches Signal 222 vom Detektor 218, das die diagnostische Signalstrahlung anzeigt. Für einen automatisierten Realzeitbetrieb entscheidet der Computer 220 basierend auf dem Signal 222, ob er die UV-Strahlungsquelle 200 zum Abgeben einer therapeutischen Strahlungsdosis an den von der diagnostischen Strahlung geprüften Hautbereich veranlasst. Alternativ kann der Computer 220 wie im System von 1 basierend auf dem Signal 222 eine Behandlungskarte der betroffenen Hautbereiche für die nachfolgende Verwendung beim Abgeben von therapeutischen Dosen von UV-Strahlung an die betroffenen Bereiche erzeugen ("Behandlungskarten"-Betrieb).
Die Basis für das Diagnostizieren der von der Hautkrankheit betroffenen Hautbereiche und geeignete Quellen für die therapeutische und diagnostische Strahlung sind dieselben wie die zuvor für das System von 1 beschriebenen. Beispielsweise kann die UV-Quelle 200 ein XeCl-Excimerlaser sein, der bei 308 nm arbeitet, und die Belichtungsquelle 202 kann eine Wolfram-Halogenlampe sein, die mit lineren Polarisierern zum Bereitstellen von polarisiertem weißen Licht ausgestattet ist. Der Computer 220 kann die UV-Quelle 200 in einem Diagnostikmodus mit geringer Leistung betreiben, der Diagnostikstrahlung bereitstellt, welche die Tryptophanfluoreszenz bei z.B. 355 nm und die Collagen- oder Elastinfluoreszenz bei beispielsweise 370 nm, 390 nm oder 420 nm anregen kann. Wie zuvor beschrieben zeigt eine Veränderung in der Tryptophanfluoreszenz relativ zur Collagen- oder Elastinfluoreszenz eine Erhöhung der epidermalen Proliferation an, was ein Sympton der Psoriasis ist. Zusätzlich kann, wie ebenfalls zuvor beschrieben, das polarisierte weiße Licht von der Belichtungsquelle 202 von der Haut des Patienten diffus reflektiert werden, um eine Diagnostik des Psoriasis-Charakteristikums "Röte" durch Vergleichen des diffusen Reflektanzverhältnisses bei z.B. 576 nm und 610 nm bereitzustellen. Die an den Detektor 218 mittels der Fasern gelieferte diagnostische Signalstrahlung umfasst sowohl von der Fluoreszenz als auch von der diffusen Reflektanz bewirkte diagnostische Signalstrahlung. Der Detektor 218 umfasst ein Spektrometer, das die Intensitäten der Fluoreszenz und der diffusen Reflektanz bei den geeigneten Wellenlängen misst. Der Detektor 218 sendet diese Intensitäten für eine Analyse zum Computer 220.
Unter Verwendung der Fluoreszenz- und diffusen Reflektanz-Daten vom Detektor 218 ermittelt der Computer, ob die vom Stift gescannte Hautregion von einer Hautkrankheit, wie beispielsweise Psoriasis, betroffen ist. Wenn das so ist, und wenn das Faseroptik-Stiftsystem in einem Realzeitmodus arbeitet, veranlasst der Computer 220 die UV-Quelle 200 zum Abgeben einer therapeutischen Dosis von UV-Strahlung an die Haut des Patienten mittels des Faseroptik-Stifts 210.
Um die Abgabe der korrekten therapeutischer Strahlungsmenge an die betroffenen Hautbereiche beim Scannen des Stifts über den Patienten zu gewährleisten, umfasst der Faseroptik-Stift 210 einen Positionssensor 230 an seinem distalen Ende 211, um die Scangeschwindigkeit zu überwachen. Beispielsweise kann der Positionssensor eine Positionskugel sein, die abrollt, wenn der Stift 210 über die Haut eines Patienten gescannt wird. Der Positionssensor 230 sendet ein Positionssignal 232 an den Computer 220, welches die Scangeschwindigkeit anzeigt. Basierend auf der Scangeschwindigkeit veranlasst der Computer 220 die UV-Quelle 200 zum Variieren der Intensität der therapeutischen Strahlung, so dass die gesamte, an einen bestimmten Bereich der betroffenen Haut verabreichte Einwirkung einer therapeutische Dosis darstellt. Wenn ein Operator beispielsweise einen Patienten langsamer mit dem Stift 210 scannt, veranlasst der Computer 220 die UV-Quelle 200 zum Reduzieren der Energie der therapeutischen Strahlung, so dass die Gesamteinwirkung pro Einheitsbereich konstant bleibt.
Der Positionssensor 230 ermöglicht auch, dass der Stift 210 in einem "Behandlungskarten"-Betrieb arbeitet, in dem der Computer 220 das Positionssignal 232 und das diagnostische Signal 222 zum Erstellen einer Behandlungskarte der betroffenen Hautbereiche vergleicht. Die Behandlungskarte kann in einer anschließenden Behandlung der betroffenen Bereiche verwendet werden, indem sie den Operator anleitet, wo er in einem Betriebsmodus, in dem der Stift therapeutische Strahlungsdosen an den Patienten abgibt, den Stift über den Patienten scannen soll.
Bei der eben beschriebenen Ausführungsform überträgt jede Faser 216 im Faseroptikbündel 208 therapeutische und diagnostische Strahlung auf die Haut und empfängt diagnostische Signalstrahlung von der Haut. In alternativen Ausführungsformen können individuelle Fasern im Faseroptikbündel nur diagnostische Strahlung abgeben, nur therapeutische Strahlung abgeben, nur diagnostische Signalstrahlung empfangen, oder eine Kombination davon. Andere Ausführungsformen des Faseroptik-Stifts können auch anstelle des Verwendens einer Vielzahl von Fasern in einem Faseroptikbündel nur eine einzelne Faser zum Abgeben und zum Empfangen von Strahlung oder alternativ eine einzelne Faser jeweils zum Abgeben von diagnostischer Strahlung, zum Abgeben von therapeutischer Strahlung und zum Empfangen von diagnostischer Signalstrahlung oder eine Kombination davon umfassen.
Eine Anwendung, für die eine manuelle oder tragbare Vorrichtung besonders geeignet ist, ist für die Behandlung von proliferativen Hautkrankheiten, z.B. von Psoriasis, der Kopfhaut. Das Haar auf der Kopfhaut verkompliziert die Behandlung der Hautkrankheit, erfordert häufig die Entfernung des Haars oder zeitaufwändige Behandlungen, bei denen das Haar zum Freilegen jedes Behandlungsbereichs manipuliert wird. Um solche Komplikationen zu vermeiden, kann der oben beschriebene Faseroptik-Stift verwendet werden. Alternativ kann ein Faseroptik-Kamm, wie beispielsweise der im US-Patent 5,300,097 beschriebene, zum Ausführen der hierin beschriebenen, neuen op tischen Diagnostikverfahren und zum Bereitstellen einer selektiven Abgabe von therapeutischer Strahlung durch den Kamm modifiziert werden.
Ein schematisches Diagramm eines solchen Faseroptik-Kamms 310 ist in 7 gezeigt. Der Kamm 310 kann auf eine ähnliche Weise wie der Stift 210 arbeiten. Eine UV-Strahlungsquelle 300 und eine Belichtungsquelle 302 in einem Diagnostiksystem 304 stellen einem optischen Multiplexer und Demultiplexer 306 therapeutische und diagnostische Strahlung bereit. Der optische Multiplexer und Demultiplexer leitet die Strahlung zu einem Faseroptikbündel 308, welches sich in den Kamm 310 erstreckt. Im Kamm 310 werden die Fasern im Bündel 308 in Teile aufgespalten, die sich jeweils in eine entsprechende Zacke oder einen Zahn 315 des Kamms 310 erstrecken. Jede Zacke 315 entspricht dem oben beschriebenen Faseroptik-Stift 210, gibt diagnostische und therapeutische Strahlung ab und empfängt diagnostische Signalstrahlung von der Haut, z.B. Fluoreszenz oder diffuse Reflektanz. Die von jeder Zacke 315 empfangene diagnostische Signalstrahlung wird an einen Detektor 318 in einem Diagnostiksystem 304 mittels des Faseroptikbündels 308 und des optischen Multiplexers und Demultiplexers 306 abgegeben.
Wie beim oben beschriebenen Faseroptik-Stiftsystem steuert ein Computer 320 sowohl die UV-Strahlungsquelle 300 als auch das Diagnostiksystem 304 und empfängt ein Diagnostiksignal 322 vom Detektor 318, welches indikativ für die von der Haut durch jede Zacke empfangene diagnostische Signalstrahlung ist. Basierend auf dem Signal 322 entscheidet der Computer 320, ob er die UV-Strahlungsquelle 300 zum Abgeben einer therapeutischen Strahlungsdosis an den von der Diagnostikstrahlung überprüften Hautbereich veranlasst (Realzeitbetrieb). Alternativ kann der Computer 320 wie im System von 1 eine Behandlungskarte der betroffenen Hautbereiche basierend auf dem Signal 322 für die anschließende Verwendung bei der Abgabe von therapeutischen Dosen von UV-Strahlung an die betroffenen Bereiche erzeugen ("Behandlungskarten"-Betrieb).
Der Computer 320 steuert auch den optischen Multiplexer und Demultiplexer 306, welcher gewährleistet, dass zum Kamm 310 gesendete Strahlung an die korrekte Zacke geliefert wird, und welcher den Computer 320 informiert, welche Zacke welches bestimmte Diagnostiksignal gesendet hat. Um dies zu tun, kann der optische Multiplexer und Demultiplexer 306 elektrooptisches Scannen und im Stand der Technik bekannte optische Schalttechniken verwenden, beispielsweise durch piezoelektrische, elektro-optische, akusto-optische oder elektromechanische Manipulation von Optiken, welche die Strahlung lenken.
Um beispielsweise ein einzelnes optisches Eingangssignal in einen einer Anzahl von optischen Ausgangskanälen (z.B. ein Feld von Fasern) zu lenken, kann der optische Multiplexer und Demultiplexer einen Shutter, eine Zeitschaltung und einen galvanometrischen Spiegel umfassen. Das Eingangssignal durchläuft den Shutter und trifft dann auf den galvanometrischen Spiegel, der das Eingangssignal kontinuierlich über die Ausgangskanäle scannt. Um das Eingangssignal in einen ausgewählten Ausgangskanal zu lenken, öffnet die Zeitschaltung den Shutter nur, wenn der galvanometrische Spiegel das Eingangssignal in den ausgewählten Ausgangskanal lenkt. Ein solches System kann auch in der umgekehrten Richtung zum Auswählen eines optischen Signals von einem von vielen Eingangskanälen verwendet werden. Geeignete galvanometrische Scansysteme sind von General Scanning, Inc. (Watertown, MA) erhältlich.
Der Kamm 310 umfasst auch einen oder mehrere Positionssensoren zum Verfolgen seiner Position und Geschwindigkeit, wenn er über eine Position gescannt wird. Beispielsweise kann der Kamm 310 Positionssensoren 330a und 330b umfassen, beispielsweise Positionskugeln an entgegengesetzten Enden des Kamms 310. Die Positionssensoren spezifizieren Änderungen in der Position und Orientierung des Kammes 310, wodurch sie die Position jeder Zacke 315 spezifizieren. Die Postionssensoren senden Signale mittels Kanälen 332a und 332b zum Computer 320, welcher die Position jeder Zacke überwacht. Wie in Bezug auf den Stift 210 beschrieben, steuert der Computer 320 im "Realzeit"-Betrieb die Leistung der von der UV-Quelle 300 abgegebenen therapeutischen Strahlung, um Änderungen in der Scangeschwindigkeit zu kompensieren. Ähnlich vergleicht der Computer 320 im "Behandlungskarten"-Betrieb die Diagnostiksignale 322 und die Postionssignale 332a und 332b zum Erzeugen einer Behandlungskarte von Hautbereichen, die von der Hautkrankheit betroffen sind.
Bei anderen Ausführungsformen des Faseroptikkamms können einige Zacken für das Abgeben von therapeutischer Strahlung bestimmt sein und andere Zacken können zum Abgeben und Empfangen von diagnostischer Strahlung bestimmt sein. Außerdem können bei einigen Anordnungen bestimmte Zacken zum Empfangen von diagnostischer Strahlung ausgelegt sein, z.B. von Fluoreszenz oder diffuser Reflektanz, die von an die Haut durch eine andere Zacke abgegebene diagnostische Strahlung verursacht wurde. Eine solche Anordnung ermöglicht eine diagnostische Detektierung von verschiedenen Tiefen im Gewebe. Der Grund dafür ist, dass das Volumen des Gewebes, das von jeder diagnostischen Strahlung abgebenden Zacke bestrahlt wird, und das Volumen des Gewebes, das von jeder diagnostische Signalstrahlung detektierenden Zacke überprüft wird, sich von den jeweiligen Zinken aus radial nach außen erstreckt. Daher nimmt die Tiefe der sich überlagernden Emissions- und der Detektionsvolumen mit der Trennung der Zinken, welche die diagnostische Strahlung aussenden und die diagnostische Signalstrahlung detektieren, zu.
Bei anderen Ausführungsformen von manuellen Vorrichtungen, wie beispielsweise der Faseroptikstift und -kamm, kann die Belichtungsquelle die Haut des Patienten direkt bestrahlen, anstatt durch die manuelle Vorrichtung abgegeben zu werden. Sogar in solchen Fällen empfängt die manuelle Vorrichtung die diagnostische Signalstrahlung, welche durch die direkte Bestrahlung der Haut des Patienten mit der Belichtungsquelle verursacht wird. Die manuelle Vorrichtung kann auch in alter nativen Ausführungsformen die Belichtungsquelle und den Detektor als Teil des manuell betriebenen Instruments umfassen.
Andere Ausführungsformen
Während die Erfindung in Verbindung mit ihrer detaillierten Beschreibung beschrieben wurde, ist es klar, dass die vorangehende Beschreibung der Veranschaulichung dient und den Bereich der Erfindung nicht begrenzt, der durch den Bereich der folgenden Ansprüche definiert ist. Beispielsweise können die automatisierten Strahlungsbehandlungssysteme und -verfahren zusätzlich zu der von Psoriasis auch zur Behandlung anderer entzündlicher, proliferativer Hautstörungen verwendet werden, die auf UV-Strahlung reagieren, wie beispielsweise Mycosis fungoides, Ekzeme und Lichen planus. Die Tryptophanfluoreszenz und die diffuse Reflektanz sind auch für diese Störungen geeignete Diagnostiken.
Andere Aspekte, Vorteile und Modifikationen liegen im Bereich der folgenden Ansprüche.

1

14: Belichtungsquelle
22: Farb-CCD
32: Bedienerschnittstelle
26: Positionssteuerung
28: Scannersteuerung
34: UV-Strahlungsquelle
42: Spurlaser

3

100: Veranlasse den Bediener zur Eingabe oder Auswahl
: von Parametern
102: Setze rotierbaren Tisch 12 auf Anfangsposition
104: Setze Scanspiegel 44 auf Anfangswinkel
106: Nehme ein Farb-CCD-Bild auf und speichere es
108: Ermittle das CCD-Reflektanzverhältnis für den gesannten
: Bereich
110: Wenn das CCD-Reflektanzverhältnis kleiner als ein
: Schwellenwert ist, rücke Scanspiegel 44 einen Schritt vor
: und kehre zu Schritt 108 zurück.
112: Wenn das CCD-Reflektanzverhältnis größer als ein
: Schwellenwert ist, ermittle das Spektrometer-
: Reflektanzverhältnis, gib eine diagnostische Strah
: lungsdosis an den gescannten Bereich ab und bestimme
: das Fluoreszenzverhältnis.
114: Vergleiche das Spektrometer-Reflektanzverhältnis und
: das Fluoreszenzverhältnis mit ihren Schwellenwerten.
: Wenn diese Verhältnisse nicht beide über ihren Schwel
: lenwerten liegen, rücke den Scanspiegel 44 einen
: Schritt vor und kehre zu Schritt 108 zurück.
116: Wenn diese Verhältnisse beide über ihren Schwellenwer
: ten liegen, gib eine therapeutische Strahlungsdosis an
: den gescannten Bereich ab, rücke den Scanspiegel 44 um
: einen Schritt vor, kehre zu Schritt 108 zurück.
118: Wenn der Scanspiegel 44 in einem der Schritte 110, 114
: oder 116 am Ende des Scanbereiches ist, rotiere Tisch
: 12 um einen Schritt und kehre zu Schritt 104 zurück, um
: einen neuen vertikalen Scan zu beginnen.
120: Wenn der Tisch 12 beim Schritt 118 am Ende des Positio
: nierbereiches ist, ist der Scan vollständig.

4

130: Veranlasse den Bediener zur Eingabe oder Auswahl von
: Parametern.
132: Setze rotierbaren Tisch 12 auf eine Anfangsposition.
134: Setze Scanspiegel 44 auf einen Anfangswinkel.
136: Nehme ein Farb-CCD-Bild auf und speichere es.
138: Ermittle das CCD-Reflektanzverhältnis, das Spektrome
: ter-Reflektanzverhältnis und nach dem Öffnen des Shut
: ters 36 zum Abgeben einer diagnostischen Strahlungsdo
: sis das Fluoreszenzverhältnis für den gescannten Be
: reich.
140: Rücke den Scanspiegel 44 einen Schritt vor und kehre zu
: Schritt 138 zurück.
142: Wenn der Scanspiegel 44 in Schritt 138 am Ende des
: Scanbereichs ist, rotiere Tisch 12 um einen Schritt und
: kehre zu Schritt 136 zurück.
144: Wenn der Tisch 12 im Schritt 142 am Ende des Positio
: nierbereiches ist, ist der Scan vollständig, und gehe
: weiter zu Schritt 146.
146: Zeige Graustufenbilder der Haut des Patienten, die je
: weils auf dem CCD-Reflektanzverhältnis, dem Spektrome
: ter-Reflektanzverhältnis und dem Fluoreszenzverhältnis
: basieren
148: Frage Bediener nach Versuchsschwellenwerten
150: Ermittle und zeige ein Behandlungsbild der Haut des Pa
: tienten, das auf dem Scan und die Versuchsschwellenwer
: ten basiert.
152: Veranlasse den Bediener zum Modifizieren der Versuchs
: schwellenwerte basierend auf dem Behandlungsbild, wie
: derhole Schritte 148 und 150, bis der Bediener mit dem
: Behandlungsbild zufrieden ist, und speichere die end
: gültigen Schwellenwerte und das endgültige Behandlungs
: bild.

5

160: Veranlasse den Bediener zum Download oder zur Eingabe
: der Behandlungskarte und der endgültigen Schwellenwer
: te, die unter Verwendung des Diagnostikmodus ermittelt
: worden waren.
162: Setzte Tisch 12 und Scanspiegel 44 auf den Behandlungs
: bereich, der dem ersten Pixel der Behandlungskarte ent
: spricht.
164: Wenn vom Bediener vor dem Scan dazu angewiesen, ermitt
: le ein oder mehrere der Diagnostikverhältnisse für den
: Behandlungsbereich und vergleiche die Verhältnisse mit
: den endgültigen Schwellenwerten, um zu gewährleisten,
: dass die Behandlungskarte korrekt ist.
166: Wenn die Behandlungskarte korrekt ist, gib eine thera
: peutische Strahlungsdosis an den Behandlungsbereich ab.
168: Wiederhole Schritte 162, 164 und 166 für die verblei
: benden Pixel auf der Behandlungskarte.

6a

200: UV-Quelle
202: Belichtungsquelle
218: Detektor

7

306: Multiplexer und Demultiplexer
300: UV-Quelle
302: Belichtungsquelle
318: Detektor

Claims

System zum Behandeln einer proliferativen Hautstörung bei einem Patienten (10), wobei das System umfaßt: eine Belichtungsquelle (14), die zum Bestrahlen der Haut des Patienten (10) ausgelegt ist; ein Detektorsystem (22), das zum Empfangen von von ausgewählten Bereichen der Haut des Patienten in Reaktion auf die Bestrahlung von der Belichtungsquelle (14) ausgesendeter Strahlung ausgelegt ist; dadurch gekennzeichnet, daß: das Detektorsystem außerdem zum Erzeugen von wenigstens zwei im Zusammenhang mit verschiedenen physiologischen Merkmalen der Hautstörung stehenden Diagnostiksignalen basierend auf von jedem der ausgewählten Bereiche empfangener Strahlung ausgelegt ist, und daß das System außerdem umfaßt: einen mit dem Detektorsystem (22) verbundenen Analysierer (30), wobei der Analysierer (22) feststellt, ob jedes der Diagnostiksignale das Vorliegen der Störung anzeigt, und basierend auf den Ergebnissen aller Feststellungen ausgewählte Bereiche als betroffene Bereiche bestätigt; und eine therapeutische Quelle (34), die zum Abgeben von Dosen von therapeutischer Strahlung an die vom Analysierer (30) als betroffene Bereiche bestätigten Hautbereiche ausgelegt ist.
System nach Anspruch 1, das außerdem ein mit dem Analysierer (30) verbundenes automatisiertes Positioniersystem (28) umfaßt, welches die Abgabe der Dosen von der therapeutischen Quelle (34) an die vom Analysierer (30) ausgewiesenen betroffenen Hautbereiche steuert.
System nach Anspruch 1, bei dem der Analysierer (30) während des Betriebs die therapeutische Quelle (34) dazu veranlaßt, die Dosen von therapeutischer Strahlung an die betroffenen Hautbereiche abzugeben.
System nach Anspruch 1, bei dem die therapeutische Quelle (34) einen Xenonchlorid-Excimerlaser umfaßt.
System nach Anspruch 1, bei dem das Detektorsystem (22) die diffuse Reflexion und die Fluoreszenz mißt und der Analysierer (30) die Signale, die in Zusammenhang mit der diffusen Reflexion und der Fluoreszenz stehen, mit dem wenigstens einen Schwellenparameter vergleicht, um festzustellen, ob jede Diagnostik das Vorliegen der Störung anzeigt.
System nach Anspruch 1, bei dem der Analysierer (30) die Signale normalisiert, bevor er sie mit dem wenigstens einen Schwellenparameter vergleicht.
System nach Anspruch 1, das weiterhin ein manuelles Instrument (210) umfaßt, das so mit der therapeutischen Quelle (34) und dem Detektorsystem (22) verbunden ist, dass das Instrument (210) die optische Strahlung, die von den ausgewählten Bereichen der Haut des Patienten (10) ausgesendet wird, an das Detektorsystem (22) liefert und die Dosen von therapeutischer Strahlung von der therapeutischen Quelle (34) an die betroffenen Bereiche abgibt.
System nach Anspruch 7, bei dem das manuelle Instrument (210) außerdem mit der Belichtungsquelle (14) verbunden ist, um Belichtungsstrahlung an die Haut des Patienten (10) von der Belichtungsquelle (14) abzugeben.
System nach Anspruch 7, bei dem das manuelle Instrument (210) ein oder mehrere Lichtwellenleiter (216) umfaßt, durch die das Detektorsystem (22) die von den ausge wählten Bereichen der Haut des Patienten (10) ausgesendete optische Strahlung empfängt, und durch die die therapeutische Quelle (34) die Dosen von therapeutischer Strahlung abgibt.
System nach Anspruch 9, bei dem das manuelle Instrument (210) die Form eines Stiftes aufweist.
System nach Anspruch 9, bei dem das manuelle Instrument (210) die Form eines Kammes aufweist.
System nach Anspruch 7, bei dem das manuelle Instrument (210) einen Positionssensor (230) umfaßt, der während des Betriebs ein Positionssignal an den Analysierer (30) sendet, um eine relative Position des Instruments in Bezug auf den Patienten (10) anzuzeigen.
System nach Anspruch 1, bei dem der Analysierer (30) jedes Diagnostiksignal von jedem der ausgewählten Bereiche mit wenigstens einem Schwellenparameter vergleicht, um festzustellen, ob das Diagnostiksignal das Vorliegen der Störung anzeigt.
System nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein Diagnostiksignal in Zusammenhang mit der Röte der Haut steht.
System nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein Diagnostiksignal auf einer Messung der diffusen Reflexion der von der Belichtungsquelle (14) bereitgestellten Strahlung basiert.
System nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein Diagnostiksignal in Zusammenhang mit der Menge von Tryptophan in der Haut steht.
System nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein Diagnostiksignal auf einer Messung der Fluoreszenz in Reakti on auf die von der Belichtungsquelle (14) bereitgestellten Strahlung basiert.
System nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein Diagnostiksignal in Zusammenhang mit der Menge von Tryptophan in der Haut und wenigstens ein zusätzliches Diagnostiksignal in Zusammenhang mit der Röte der Haut steht.
System nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein Diagnostiksignal auf einer Messung der diffusen Reflexion der von der Belichtungsquelle (14) bereitgestellten Strahlung und wenigstens ein zusätzliches Diagnostiksignal auf einer Messung der Fluoreszenz in Reaktion auf die von der Belichtungsquelle (14) bereitgestellte Strahlung basiert.