用于光动力疗法的照明的制作方法

用于光动力疗法的照明
1.本公开涉及一种用于光动力疗法的照明系统，该照明系统包括照明源和电子控制单元，该照明源被配置为在操作期间发射电磁辐射以照亮目标表面。
2.本公开还涉及一种用于操作照明源的方法、一种诸如数据载体的计算机程序产品、一种用于治疗疾病的套件和一种用于治疗皮肤病的方法。
3.光动力疗法(pdt,photodynamic therapy)已得到广泛研究，并且已成功使用多种方法进行治疗。一般来说，pdt有三个要求：光敏剂、分子氧和特定波长的光。对于皮肤病pdt，通常将前药(例如氨基乙酰丙酸(ala))局部施加到皮肤。随后，前药被细胞(例如肿瘤细胞)转化为实际的光敏剂。pdt中的分子作用机制基于细胞对ala摄取、合成和光敏剂的积累，该光敏剂能够被特定波长的光激发以导致在氧气存在时形成活性氧自由基(ros)。ros能够引发例如细胞凋亡、坏死和自噬的形式的细胞死亡。
4.然而，阻碍患者广泛接受pdt的主要问题之一是患者在照明期间感受到的相对较高的疼痛量，其范围从轻微不便到严重疼痛再到必须中止治疗的程度。此外，虽然pdt是一种非常有效的治疗方法，但光化性角化病等一些疾病的复发是常见的，因此患者虽然已经成功治疗，但通常后来会在不同的皮肤区域出现不同的病变并再次需要医疗干预。此外，一些患者在单次pdt疗程后未完全治愈，并需要第二次疗程。如果他们接受的第一次pdt非常痛苦，则尽管与其他治疗选项相比pdt提供了最高的疗效，但是开始或完成第二次pdt的机会很小。结果，许多患者接受治疗或再治疗的接受度下降。这当然对单独的pdt和整个pdt有很大的负面影响。
5.因此，减轻疼痛对于整体上提高pdt治疗的接受程度、从而增加这种优越治疗的使用是至关重要的。
6.然而，pdt疗效也受到任何相关因素的限制，即光敏剂、氧和光。这些因素的任何因素的可用性降低都可能阻碍ros形成。优化的药物形式、预处理和孵育模式能够确保光敏剂的适当和充分沉积。尽管如此，光必须到达足够量的分子，并且氧需要作为能量受体存在。
7.特别地，需要以足够的剂量提供用于激活相应光敏剂的适当波长的照明光。对于局部应用，常用的光敏剂是原卟啉ix(ppix)，主要通过施加前体分子(诸如ala)在皮肤细胞中产生。ppix能够被各种不同波长的光激活，其中红光(约635nm)、蓝光(约420nm)、黄光(约542nm)或绿光(约506nm)是最常用的。通常，由目标(例如处理过的皮肤)接收到的光剂量取决于三个主要因素。光源提供的辐射、目标区域与光源之间的距离以及照明的持续时间。
8.目前的实践是在短时间间隔内施加全部光剂量(例如，红光7至12分钟或蓝光15-20分钟)。通常，这种方法受到疼痛的发生的限制。此外，光敏剂的光漂白可能在较高光强度下较大程度地发生，并可能限制治疗效率。光漂白描述了光敏剂通过其化学结构的永久破坏(例如通过共价键的断裂)而失活的效果。由于大量的初始反应，这种光漂白效应可能与目标组织中的时间性氧耗竭相吻合。这导致氧的迅速减少，氧是ros形成所必需的。在氧有限的阶段发生的所有光漂白都可能是无益的，因为它产生的细胞毒性单线态氧较少。
9.应当注意，上述陈述不应被解释为被承认的现有技术。它们仅用于说明当前公开的概念的背景，并且可能尚未向公众提供。
10.本发明的目的是提供一种用于光动力疗法的改进照明系统、一种用于操作照明源的改进方法、一种改进的诸如数据载体的计算机程序产品、一种用于治疗疾病的改进套件、和/或一种用于治疗皮肤病的改进方法，其优选地允许或被配置为限制疼痛负担，方便地同时保持治疗的可接受的有效性，和/或其允许或被配置为增加治疗的有效性。
11.相应的目的尤其可以通过独立权利要求的主题来实现。有利的实施例和改进是从属权利要求的主题。然而，除了当前要求保护的概念之外，本文还可以公开其他有利概念。
12.本公开的一个方面涉及一种用于光动力疗法的照明系统，其中该照明系统包括照明源和电子控制单元，该照明源被配置为在操作期间发射电磁辐射以照亮目标表面。照明源配置为使得由照明源发射的电磁辐射的强度能够改变，其中，电子控制单元可操作地连接到照明源并且配置为在使用照明系统执行的照明疗程期间根据照明协议来控制照明源的操作，并且其中，照明协议包括在照明疗程期间以多种不同模式操作照明源的指令，这些模式包括：
13.a)第一模式，其中，在第一模式下，电子控制单元控制照明源的操作，使得由照明源发射的电磁辐射的强度在第一模式时间间隔内从基本强度b连续或准连续地增加到目标强度或目标强度t，
14.b)第二模式，其中，在第二模式下，电子控制单元控制照明源的操作，使得由照明源发射的电磁辐射的强度在第二模式时间间隔内恒定或基本恒定，和/或
15.c)第三模式，其中，在第三模式下，电子控制单元控制照明源的操作，使得照明源被操作为使得在第三模式时间间隔内较暗阶段和照明阶段交替，其中，由照明源发射的电磁辐射的强度在较暗阶段低于照明阶段，或者其中，在较暗阶段照明源不发射电磁辐射而照明源在照明阶段发射电磁辐射。控制单元可以被配置为控制提供给照明源的工作电压和/或工作电流，使得照明源按照相应模式的期望工作。
16.所提出的照明系统可以限制或减少所感知的疼痛负担。这尤其是通过在照明疗程期间以上述不同模式操作照明源来实现的，这将在下面更详细地解释。所提出的照明系统并且特别是照明协议可以提高pdt的有效性。因此，所提出的系统和/或协议可以提供疼痛优化但仍然有效的治疗。
17.在第一模式下，由照明源发射的电磁辐射的强度从基本强度b连续或准连续地增加到目标强度t。术语“准连续地”可以意味着在小于或等于以下值之一的最大持续时间内发射的辐射的强度恒定：5s、4s、3s、2s、1s或500ms。术语“连续地”可以意味着在小于与“准连续地”相关联的值的最大持续时间内发射的辐射的强度恒定，优选地小于或等于以下值之一：400ms、300ms、200ms、100ms、50ms、25ms、20ms、15ms、10ms、5ms、4ms、3ms、2ms、1ms。由于发射强度由提供给照明源的电能来表征或确定，因此对应值可以表征为连续或准连续增加的工作电压和/或电流。
18.强度的连续或准连续增加可能导致中度反应开始。强度的增加可以减少初始光漂白和/或促进处理过的皮肤的再氧化。除此之外，辐射的持续增加可能会触发足够的光动力效应，包括诱导血管舒张以获得较好的氧供应的初始炎症反应，其中光动力效应描述了pdt期间导致细胞破坏的过程。因此，可以确保第一模式期间的处理效率。
19.第一模式的另一个优点在于，皮肤上的辐射的不断增加(皮肤上的辐射或皮肤的辐射取决于发射强度以及照明源与皮肤之间的距离)允许皮肤的感觉神经末梢适应刺激，
从而平衡痛觉并最终减轻患者的疼痛负担。在4到10分钟的间隔内缓慢增加辐射已被证明是可接受的。
20.在第二模式下，由照明源发射的电磁辐射的强度是恒定的或基本恒定的。术语“基本恒定”可以表示与强度i的最大偏差小于或等于以下值之一：15％、10％、5％。i是第二模式期间的恒定强度。i可能等于t。
21.第二模式下电磁辐射的恒定或基本恒定的强度可以提供相对高的辐射，优选地在短时间跨度内提供相对高的辐射。它可能有助于或负责维持持久的光动力效应，优选不会引起例如由于其有限的持续时间的难以忍受的疼痛负担。
22.在第三模式下，照明源被操作为使得较暗阶段和照明阶段交替。较暗阶段可以允许神经元激活在一定程度上减弱，从而导致较少的疼痛负担。照明阶段可以允许实现照明疗程的目标光剂量。在照明阶段，强度有利地大于在较暗阶段中的强度。在较暗阶段，可以操作照明源以发射较低强度辐射或根本不发射辐射。
23.此外，第三模式的另一个优点可能是氧消耗和氧再供应的平衡速率。在较暗阶段中氧再供应可以通过防止后期氧消耗来方便地支持治疗的效率。
24.因此，第一、第二和第三模式的组合可能导致
[0025]-中度反应开始，以减轻疼痛负担，减少初始光漂白并促进治疗组织的再氧化，
[0026]-足够的光动力效应，包括诱导血管舒张以获得较好的氧供应的初始炎症反应，
[0027]-尤其是在照明的后期阶段(例如当使用高或更高的通量率时)的再氧化并因此附加光敏剂激活，以防止后期氧耗竭，以及
[0028]-治疗持续时间仅中度地增加或根本不增加，以在不会产生难以忍受的疼痛负担的情况下在辐射目标上实现给定光剂量，同时保持有效的光剂量。
[0029]
在一个实施例中，b可以小于或等于以下值之一：0.5t、0.45t、0.4t、0.35t、0.3t。替代地或附加地，b可以大于或等于以下值之一：0.1t、0.15t、0.2t、0.25t、0.3t。因此，b可以为0.1t至0.5t或通过组合两个列表的值来形成的任何其他范围。
[0030]
相应地选择b可以允许皮肤中的感觉神经末梢充分适应刺激，这可以平衡疼痛感。这可能会导致减轻的疼痛负担。此外，可以实现或触发足够的光动力效应。b的较高值(例如大于0.6t)可能会在照明疗程期间引起过多的初始疼痛。低于0.1t的值可能不足以触发实质性的光动力效应和/或由于技术限制导致不稳定照明。
[0031]
在一个实施例中，第二模式期间的恒定或准恒定强度可以是第一模式下中的目标强度t。这可以允许从第一模式到第二模式的直接转变。有利的是，一旦达到目标强度，通过改变强度就不会危及治疗的效率。此外，从第一模式到第二模式的直接转变导致对患者神经的较少刺激并且因此也可能导致较低的疼痛负担。
[0032]
在一个实施例中，照明阶段期间的强度可以是t。这可以导致减轻的疼痛负担，因为神经可能已经例如根据照明协议的前述模式适应t。
[0033]
在一个实施例中，第一模式、第二模式和第三模式期间的最大强度可以是t。同样，这可以导致对患者神经的较少刺激并且因此也有助于较低的疼痛负担。
[0034]
在一个实施例中，强度可以在第一模式下从b线性增加到t。线性增加可以使患者感觉舒适，因为他能够容易地适应疼痛增加的速率并且增加可以是更可预测的。
[0035]
在一个实施例中，强度可以在第一模式下严格单调地增加。与强度的严格单调增
加相比，强度的逐步增加对患者来说要明显得多。因此，强度的严格单调增加会导致较少的疼痛。
[0036]
在一个实施例中，强度可以在第一模式下非线性地增加。在第一模式的开始或起始时，强度可以以比稍后在第一模式中慢的速率增加。这可能会导致光动力效应的有益效果较早出现，其中保留了用于适应神经和强度的初始阶段。
[0037]
在一个实施例中，照明协议包括启动模式。启动模式可以是在第一模式之前的照明源的操作模式。在启动操作模式下，由照明源发射的电磁辐射的强度对于启动模式时间间隔可以是恒定的或基本恒定的。启动模式下的强度可以是p。p可以小于或等于b，即第一模式下的基础强度。在启动模式下照明源的初始操作期间，使用该协议辐射的对象/患者能够变得习惯于辐射。当应用启动模式时，启动模式之后的第一模式下的强度可以线性增加和/或以比没有启动模式时高的速率增加，优选地不会显著增加用户感知的疼痛。
[0038]
在一个实施例中，在照明疗程期间，照明源可以在它以第二模式操作之前和/或在它以第三模式操作之前以第一模式操作。第一模式可以是在照明疗程期间使神经适应辐射强度或疼痛负担。为此目的，第一模式优选地最初使用低强度。为了减少疼痛的感觉，因此在其他模式之前执行第一模式可能是有利的，该其他模式例如是可能具有比第一模式的初始光强度(例如b)高强度的模式。
[0039]
在一个实施例中，在照明疗程期间，照明源可以在第一模式之后和/或在第三模式之前以第二模式操作。由于第二模式可以具有恒定的强度，因此当第一模式在第二模式之前时是有利于减轻疼痛的，这可以用于使神经适应第二模式的光强度。此外，在增加强度(第一模式)与交替的照明和较暗阶段(第三模式)之间具有恒定强度的模式(第二模式)也是有利的，因为第二模式可能是疼痛负担最高的模式。随后的较暗和照明阶段可能会使照明疗程的中间部分中的较高疼痛对用户不那么显著。用户可以优选地记住第三模式期间的中度疼痛以及低的初始疼痛。
[0040]
在一个实施例中，照明源在第一模式下的操作的开始可以定义照明疗程的起始，并且照明源在第三模式下的操作的结束可以定义照明疗程的结束。如果应用启动模式，则启动模式下照明源操作的开始可以定义照明疗程的开始。
[0041]
在一个实施例中，从照明源操作的第一模式、第二模式和第三模式中选择的每个模式可以在照明疗程期间发生一次，优选地仅发生一次。因此，总持续时间可以保持在16分钟以下，这例如在疼痛负担和时间消耗方面被大多数患者和医生认为是可以接受的。该持续时间可以包括或不包括在启动模式下的操作。
[0042]
在一个实施例中，照明系统可以具有目标位置或者可以定义目标位置，在该目标位置中，在照明疗程期间目标表面将相对于照明源布置。目标位置(即目标表面相对于照明源的位置)可以由支承表面定义，该支承表面通过用户头部的一部分而接触，例如通过前额或下巴而接触。在整个疗程期间，用户头部的一部分可能会与支承表面保持接触。目标位置可以布置在与照明源的辐射出射表面相距一定距离处。气态介质可以存在于照明源的辐射出射表面(例如光学元件(例如漫射器或透镜)的表面)与目标表面和/或目标位置之间。
[0043]
如本文所用的术语“目标表面”可以指被由照明源发射的电磁辐射照亮的表面。
[0044]
如本文所用的术语“目标位置”可以指目标表面相对于照明源的位置。换言之，目标位置可以是由照明设备的设计所确定的位置。目标位置可以是在设备操作期间，即在照
明疗程期间，要被照亮的表面应当相对于照明设备布置的位置。例如，在目标位置，由照明设备产生的辐射可以具有期望的辐射分布，例如沿着目标表面。如果目标表面被布置在相对于照明源的不同位置，则辐射分布可能不同和/或可能不适用于期望的目的。
[0045]
如本文所用的术语“支承表面”可以指适用于在操作期间优选在目标位置支撑用户的身体部位(诸如头部)的表面。身体部位可以包括应该使用照明设备来照明的目标表面。支承表面可由机械支撑件来形成。
[0046]
在一个实施例中，照明源的辐射出射表面与目标位置之间的距离可以小于或等于以下值之一：20cm、15cm、10cm、8cm、7cm、6cm、5cm。替代地或附加地，照明源的辐射出射表面与目标位置之间的距离可以大于或等于以下值之一：1cm、2cm、3cm、4cm、5cm。照明源的辐射出射表面与目标位置之间的距离可以为1cm至20cm，优选为5cm至8cm。
[0047]
pdt效率潜在地受到任何相关因素(即光敏剂、氧和光剂量)的限制。通常，由目标(例如被治疗的皮肤)接收到的光剂量取决于三个主要因素。其中之一是目标表面与光源之间的距离。该距离对由目标接收到的光剂量有直接影响，因为特定位置处的强度取决于该位置与照明源的距离。1cm至20cm、优选5cm至8cm的距离是有利的，因为它能够最佳地展开pdt的效果。此外，在上述规定距离内，患者感知到的疼痛可能是可接受的，特别是对于通常施加的辐射。
[0048]
在一个实施例中，照明源可以包括用于产生电磁辐射的至少一个光电半导体芯片，例如发光二极管芯片。这允许可靠、成本有效且准确地实施照明源。光电芯片允许容易地将发射波长调谐到所需的(峰值)波长，例如通过适当地设计芯片的有源区域，例如通过带隙工程。因此，电能可以有效地转换成相关波长范围的辐射能。
[0049]
在一个实施例中，由照明源发射的辐射可以是非相干辐射。与相干辐射相比，非相干辐射较容易处理。
[0050]
在一个实施例中，由照明源发射的辐射可以是单色的，例如是一个特定颜色的光。
[0051]
在一个实施例中，电磁辐射可以在可见光谱范围内、例如在红光、蓝光、绿光或黄光光谱范围内具有峰值波长。
[0052]
在一个实施例中，电磁辐射具有在红光光谱范围(在下文中也称为“红光”)内的峰值波长。照明源的峰值波长可以大于500nm、大于600nm或大于630nm。峰值波长可以小于700nm。峰值波长可以为635nm。红光的优势在于它能够以高强度比较短波长的光更容易地到达远离皮肤的身体区域，该较短波长的光在身体组织中比红光更容易被吸收。因此，本公开以红光为例。
[0053]
在一个实施例中，照明系统可以被配置为在照明疗程期间以预定光剂量辐射目标表面。当在照明疗程期间目标表面相对于照明源布置在目标位置时，光剂量可以大于或等于以下值之一：30j/cm2、35j/cm2、37j/cm2。替代地或附加地，当在照明疗程期间目标表面相对于照明源布置在目标位置时，光剂量可以小于或等于以下值之一：45j/cm2、40j/cm2、37j/cm2。上述值至少对于红光特别适用。
[0054]
足够的光剂量是成功进行pdt的关键要求之一。然而，在选择光剂量时，还必须考虑患者的最大可承受疼痛水平。30至45j/cm2的光剂量，特别是37j/cm2的光剂量，可以被认为是例如当使用红光时，足够的治疗效率与疼痛负担之间的最佳折衷。
[0055]
在另一个实施例中，电磁辐射具有在蓝光光谱范围(在下文中也称为“蓝光”)内的
峰值波长。照明源的峰值波长可以为400nm至490nm，例如为420nm。
[0056]
在一个实施例中，在照明疗程期间，照明系统可以被配置为以预定光剂量辐射目标表面。当在照明疗程期间，目标表面相对于照明源设置在目标位置时，光剂量可以大于或等于以下值之一：8j/cm2、9j/cm2、10j/cm2。替代地或附加地，当在照明疗程期间，目标表面相对于照明源设置在目标位置时，光剂量可以小于或等于以下值之一：12j/cm2、11j/cm2、10j/cm2。上述值至少对于蓝光特别适用。
[0057]
8至12j/cm2的光剂量，特别是10j/cm2的光剂量，可以被认为是例如当使用蓝光时足够的治疗效率与疼痛负担之间的最佳折衷。
[0058]
应当注意，也可以使用黄光或绿光。如果ala用作前药则尤其如此，因为光敏剂ppix不仅吸收红光和/或蓝光，还吸收绿光和/或黄光。
[0059]
在一个实施例中，第一模式时间间隔、第二模式时间间隔、和/或第三模式时间间隔可以大于或等于以下值之一：1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min、5min。替代地或附加地，第一模式时间间隔、第二模式时间间隔、和/或第三模式时间间隔可以小于或等于以下值之一：10min、9.5min、9min、8.5min、8min、7.5min、7min、6.5min、6min、5.5min、5min。
[0060]
在一个实施例中，第一模式时间间隔和/或第二模式时间间隔可以短于第三模式时间间隔。因此，第三模式可以对在照明疗程期间递送到目标表面的总光剂量提供最大贡献。
[0061]
在一个实施例中，启动模式时间间隔可以短于第一模式时间间隔、第二模式时间间隔和/或第三模式时间间隔。
[0062]
在一个实施例中，启动模式时间间隔可以小于或等于以下值之一：4min、3min、2min、1min。替代地或附加地，启动模式时间间隔可以大于或等于以下值之一：10s、20s、30s、1min。
[0063]
在一个实施例中，第一模式时间间隔可以短于第二模式时间间隔。这样，强度小于t的照明持续时间可以保持相对较小。因此，不会不必要地延长疗程持续时间。
[0064]
在一个实施例中，第一模式时间间隔和/或第二模式时间间隔可以长于单个较暗阶段和/或单个照明阶段的持续时间，优选为至少5d、6d、7d、8d、9d、10d、11d、12d、13d、14d、15d，其中d是一个单个较暗阶段和/或一个单个照明阶段的持续时间。
[0065]
在一个实施例中，一个较暗阶段和/或一个照明阶段的持续时间可以小于或等于以下值之一：60s、50s、45s、40s、35s、30s、25s、20s。替代地或附加地，一个较暗阶段和/或一个照明阶段的持续时间可以大于或等于以下值之一：15s、20s、25s、30s。在15至60秒的阶段持续时间可能有利于利用积极效果的优势而不会不必要地增加治疗持续时间。
[0066]
在一个实施例中，第三模式下不同较暗阶段的持续时间可以相等。在一个实施例中，第三模式下不同照明阶段的持续时间可以相等。在一个实施例中，较暗阶段的持续时间可以是恒定的并且可以等于或不同于照明阶段的持续时间。
[0067]
在一个实施例中，较暗阶段的持续时间可以小于照明阶段的持续时间。这导致在第三模式期间较短的照明中断，这可能有助于将疗程持续时间保持在所期望时间。
[0068]
在一个实施例中，第二模式时间间隔的持续时间和/或第一模式时间间隔和第二模式时间间隔的持续时间加在一起时小于或等于以下值之一：12min、11min、10min、9min、
8min。因此，例如通过在第二模式之后的第三模式中的较暗阶段带来的第一次疼痛缓解可能发生在患者经历最大疼痛的时间或之前。例如，据报道，在pdt疗程期间，患者在大约10min后会感觉到最严重的疼痛或无法忍受的疼痛。因此，将第二模式或第一和第二模式的组合一起保持在10min以下可能有利于疼痛管理。
[0069]
在一个实施例中，整个照明疗程的持续时间可以小于或等于以下值之一：20min、19min、18min、17min、16min、15min、14min、13min。用户通常可以毫无问题地接受长达20min的疗程持续时间。
[0070]
在一个实施例中，整个照明疗程的持续时间可以大于或等于以下值之一：10min、11min、12min、13min。例如，疗程的持续时间可以为10min至20min。
[0071]
在一个实施例中，第三模式下每个照明阶段期间的强度可以是相同的。
[0072]
在一个实施例中，较暗阶段期间的强度可以小于或等于b或者等于0。因此，在暗阶段中可以促进氧的重新供应。
[0073]
在一个实施例中，单个照明阶段中的强度可以是恒定的或基本恒定的。单个照明阶段中恒定或基本恒定的强度有助于更可预测的光动力效应。
[0074]
在一个实施例中，强度可以在不同的照明阶段之间变化。不同强度的变化可能有助于在治疗过程中调整患者的疼痛负担或负荷。例如，在第三模式开始时，照明阶段的强度可能高于第三模式接近结束时的强度。
[0075]
在一个实施例中，照明协议可以管理整个照明疗程。
[0076]
本公开的另一方面涉及一种用于操作照明源的方法，其中，例如在利用上述照明系统执行的照明疗程期间，照明源根据照明协议来操作，并且其中，照明协议包括在照明疗程期间在上述不同模式下操作照明源的指令。
[0077]
此外，本公开还涉及一种诸如数据载体或数据流计算机程序产品，数据载体例如非暂时性数据载体，该计算机程序产品包含机器可读指令，所述机器可读指令特别是当例如通过其电子控制单元加载到计算机系统中和/或由计算机系统执行时使照明源根据上述协议操作。
[0078]
此外，另一方面涉及一种用于治疗疾病例如皮肤病(诸如肿瘤性皮肤病)的套件。该套件可以包括适用于局部施加到皮肤的待治疗区域中的药用物质和如上所述的照明系统，其中，照明系统被配置为辐射皮肤的已施加该物质的区域。
[0079]
在一个实施例中，药用物质可以是光敏药物或这种药物的前体，该药物可被发射光谱中的光激发。
[0080]
在一个实施例中，药用物质可以包括5-氨基酮戊酸。5-氨基酮戊酸已得到充分研究，并被认为是产生光敏剂的可靠前药。
[0081]
又一方面涉及一种治疗皮肤病的方法，包括以下步骤：将药用物质施加到皮肤待治疗区域的表面；根据如上指定的方法和/或使用如上指定的照明系统利用照明源来辐射该区域。
[0082]
在一个实施例中，照明系统、套件和/或方法可以用于治疗皮肤疾病或病症。皮肤病或病症可以是或可以包括肿瘤性皮肤病，如光化性角化病、基底细胞癌、原位鳞状细胞癌、疣、痤疮、伤口愈合障碍/慢性伤口、细菌和/或真菌感染或炎性皮肤病。
[0083]
应当注意，本公开涵盖非治疗方法。
[0084]
由于小的疼痛负担，照明系统能够普遍用于治疗各种疾病。
[0085]
当然，上文结合不同方面和实施例描述的特征可以彼此组合并且与下文描述的特征组合。因此，与系统相关的特征也适用于方法和套件，并且反之亦然。
[0086]
从示例性实施例的以下描述并结合附图，其他特征和改进变得显而易见。
[0087]
图1示意性地示出了照明系统和目标表面的立体图。
[0088]
图2示出了说明照明协议的图表。
[0089]
图3示出了说明图2的照明协议的变体的图表。
[0090]
图4示出了说明图2照明协议的另一变体的图表。
[0091]
图1示出了照明系统1，其例如用于光动力疗法(pdt)。照明系统1包括照明源2和电子控制单元5，该照明源被配置为在操作期间发射电磁辐射3以照亮目标表面4。目标表面4可以是人体皮肤，例如待治疗的头部或其他区域上的皮肤。此外，pdt需要光敏剂和分子氧(未明确示出)。光敏剂通常通过前药(未明确示出)获得，该前药局部施加到皮肤，方便地施加到目标区域中，并且然后由细胞(优选由肿瘤细胞)转化为实际的光敏剂。前药可以是5-氨基酮戊酸(5-ala)，它是血红素生物合成的内源性前体。
[0092]
pdt中的分子作用机制基于光敏剂的细胞氨基酮戊酸摄取、合成和积累，该光敏剂被特定波长的光激发以导致在氧气存在时形成活性氧自由基(ros)。这些ros种类能够以细胞凋亡、坏死和/或自噬的形式引发细胞死亡。
[0093]
照明源2被配置成使得由照明源2发射的和/或到达目标表面4的电磁辐射3的强度能够变化。此外，目标表面4与照明系统1的照明源2之间的距离是可调节的并且因此是可变的。然而，优选的是，目标表面4相对于照明源具有固定位置。
[0094]
照明源2可以包括一个发光二极管(led)或多个发光二极管。特别地，诸如由biofrontera ag公司以商品名分发的照明源的照明源是合适的。由发光二极管发出的光促进活性氧自由基(ros)的形成。由照明源发出的光的波长可以大于400nm、大于500nm或大于600nm。例如，波长可以是635nm，即红光光谱范围内的辐射。作为另一示例，波长可以是420nm，即蓝光光谱范围内的辐射。替代地，也可以施加黄光或绿光辐射来适当地激活光敏剂。
[0095]
照明系统1可以具有目标位置或者可以定义目标位置，在照明疗程期间，目标表面2将相对于照明源2布置在该目标位置中。目标位置可以由支承表面定义，该支承表面通过用户头部的一部分接触，例如通过前额或下巴接触。在整个疗程期间，该一部分可能会与支承表面保持接触。目标位置可以布置在与照明源2的辐射出射表面相距一定距离处。气态介质可以存在于照明源2的辐射出射表面(例如光学元件(例如漫射器或透镜)的表面)与目标表面4和/或目标位置之间。
[0096]
照明源2的辐射出射表面与目标位置之间的距离可以小于或等于以下值之一：20cm、15cm、10cm、8cm、7cm、6cm、5cm。替代地或附加地，照明源2的辐射出射表面与目标位置之间的距离可以大于或等于以下值之一：1cm、2cm、3cm、4cm、5cm。照明源2的辐射出射表面与目标位置之间的距离可以为1cm至20cm，优选为5cm至8cm。
[0097]
照明源2可以包括用于产生电磁辐射的至少一个光电半导体芯片，例如发光二极管芯片。由照明源2发射的辐射可以是非相干辐射。其可以是单色的，例如是一个特定颜色的光。由照明源2发射的电磁光谱可以在可见光谱范围内(例如在红光或蓝光光谱范围内)
具有峰值波长。发射光谱可能很窄。例如，光谱的半最大值处的全宽(fwhm：半峰全宽)可能小于100nm，例如小于或等于50nm。
[0098]
电子控制单元5可操作地连接到照明源2并且被配置为在利用照明系统1执行的照明疗程期间根据照明协议来控制照明源2的操作。电子控制单元可以是计算机的一部分。电子控制单元可以是cpu(中央处理单元)或微控制器。照明协议包括在照明疗程期间以多种不同模式操作照明源2的指令，该照明协议在图2中详细公开。
[0099]
图2示出了具有两个轴线的照明协议的图表，第一轴线表示放射治疗的持续时间(以s为单位)，并且第二轴线表示光强度的程度(以百分比为单位)。照明协议可以管理整个照明疗程。
[0100]
在使用照明系统1时首先执行的第一模式a期间，电子控制单元5控制照明源2的操作，使得在第一模式时间间隔内，由照明源2发射的电磁辐射3的强度从基础强度b(30％)连续地或准连续地增加到目标强度t(100％)。
[0101]
如图2所示，将光强度从30％增加到100％的线性斜坡施加在5或5.5min的过程中。当然，其他持续时间也是可能的。100％的强度不一定是由照明源2可发射的最大强度，而是指定照明疗程期间的最大强度。替代地，强度可以在第一模式a下非线性地增加(例如，参见图3)。在此优选的是，最初的斜率小于稍后的斜率，这可能有利于使神经末梢敏感。
[0102]
第一模式a能够提供中度反应开始，以减少初始光漂白并促进治疗组织的再氧化，并缓慢但持续增加照射以触发足够的光动力效应，包括诱导血管舒张的初始炎症反应，以达到较好的氧供应。光动力效应描述了pdt期间导致细胞破坏的过程，其中，光漂白描述了光敏剂通过其化学结构的永久破坏(例如通过共价键的断裂)而失活的效果。由于大量的初始反应，这种光漂白效应可能与目标组织中的时间性氧耗竭相吻合。这导致氧迅速减少并因此限制了ros的形成。此外，较温和的起始阶段允许皮肤中的感觉神经末梢适应刺激，从而减轻患者感知的疼痛。
[0103]
在达到100％光强度之后，接着是第二模式b，其中电子控制单元5控制照明源2的操作，使得由照明源发射的电磁辐射3的强度在第二模式时间间隔内恒定或基本恒定。如图2所示，在第二模式b下，保持了第一模式a的最大光强度。光强度可以保持恒定约4.5min。当然，其他持续时间也是可能的。
[0104]
该第二模式b对于在相对较短时间跨度内向目标提供高能量很重要，并因此将整个疗程持续时间保持在16min以下，这对于大多数患者和医生来说是可接受的疼痛负担。除此之外，电子控制单元5控制照明源2的操作，使得照明源2被操作以例如通过后续模式(下文讨论的模式c)中的第一较暗阶段在10min后停止照射或降低强度，从而抵消疼痛的过度增加。
[0105]
在第二模式b下，由照明源发射的电磁辐射的强度是恒定的或基本恒定的。第二模式b期间的强度可以等于第一模式中的目标强度t。
[0106]
然后第二模式b之后是第三模式c。第三模式c是协议的最后一个模式。在第三模式c下，电子控制单元5控制照明源2的操作，使得照明源2被操作为使得较暗阶段和照明阶段在第三模式时间间隔(例如6min)内交替。可以将第三模式的持续时间调整为使得在目标表面处接收到期望的光剂量，例如对于红光至少特别合适的为37j/cm2，或对于蓝光特别合适的是10j/cm2。
[0107]
由照明源2发射的电磁辐射3的强度在较暗阶段低于照明阶段。在所示示例中，照明源2在较暗阶段不发射电磁辐射，而照明源2在照明阶段发射电磁辐射3，其中，照明阶段的光强度与模式2的光强度以及模式1的最大光强度一致。当然，相对强度可以根据需要调整。
[0108]
在第三模式c下，这种交替强度可以保持大约4min或更长时间。在图3所示的示例中，该协议包含七个照明阶段和七个暗阶段，其特别允许神经元激活在一定程度上被减弱以减轻疼痛。第三模式c中的较暗阶段之一的持续时间是恒定的并且等于照明阶段之一的持续时间。阶段的持续时间分别为20s。在照明阶段期间，光强度保持在100％。大约14min后，照明完全停止，并且第三模式c结束。当然，照明阶段和较暗阶段的数量可以变化，绝对或相对持续时间也可以变化。此外，在较暗阶段期间，并非不操作光源以完全不发射辐射，而是使用低强度(例如最多最大强度的30％)可能仍然是可容忍的。单个照明阶段中的强度可以是恒定的或基本恒定的。
[0109]
由于交替的阶段，目标组织可以被提供足够的暗阶段以减少光漂白和/或促进被处理组织的再氧化，这可以导致效率的提高。此外，最后一个模式c的暂停照明允许神经元激活在一定程度上被减弱。因此，感知到的疼痛显著减少。
[0110]
该第三模式c一直延续直到可以达到大约37j/cm2的总光剂量。在保持大约37j/cm2的光剂量的同时增加协议持续时间是有益的，因为它可能确保氧消耗和再供应的最平衡的速率。37j/cm2的值至少对于红光特别适用。在保持大约37j/cm2的光剂量的同时增加协议持续时间是有益的，因为它可能确保氧消耗和再供应的最平衡速率。
[0111]
替代地，这第三模式c一直延伸直到可以达到大约10j/cm2的总光剂量。10j/cm2的值至少对于蓝光特别适用。在保持大约10j/cm2的光剂量的同时增加协议持续时间是有益的，因为它可能确保氧消耗和再供应的最平衡速率。
[0112]
如果使用黄光或绿光，则可以适当调整目标总光剂量。
[0113]
整个照明疗程的持续时间有利地保持在20min或甚至16min以下。
[0114]
通过与更高强度光交替的暗间隔来对照明进行分级，允许再氧化以及因此的附加的光敏剂激活，尤其是在使用高通量率的照明的后期阶段，以防止后期氧耗竭。因此，能够以省时的方式使用因疼痛而导致的有限治疗时间。
[0115]
如所描绘的，第三模式c下的不同较暗阶段的持续时间可以是相等和/或恒定的，第三模式c下的不同照明阶段的持续时间也可以是相等的和/或恒定的。替代地，持续时间可以在不同的较暗阶段和/或不同的照明阶段之间变化。这同样适用于照明阶段的强度，它可以是变化的，例如向照明疗程结束减少。在一个实施例中，较暗阶段的持续时间可以小于照明阶段的持续时间。这导致在第三模式期间更短的照明中断，这可能有助于将疗程持续时间保持在所期望时间。
[0116]
照明源2在第一模式a下的操作的开始可以定义照明疗程的起始，并且照明源2在第三模式c中的操作的结束可以定义照明疗程的结束。
[0117]
图3说明了图2中所示的照明协议的一个变体。在此，在第一操作模式(模式a)中，最初，强度以比稍后更慢的速率非线性增加。在间隔a1中，增加可能是非线性的，而在后续的间隔a2中，它可能是线性的。线性一部分中的(恒定)斜率可以大于或等于非线性一部分中的每个斜率。例如，从模式b开始，协议可以如图2所示继续进行。
[0118]
图4说明了图2中所示的照明协议的另一个变体。在此，在模式a开始之前就包括启动模式p。启动模式的持续时间可以是3min或更短。启动模式期间的强度p可以等于图2中讨论的强度b。在图3和图4的实施例中，第二模式(模式b)的开始仅作为示例示出为大约340s。
[0119]
整个照明疗程的持续时间可以小于或等于以下值之一：20min、19min、18min、17min、16min、15min、14min、13min。
[0120]
第一模式时间间隔和/或第二模式时间间隔可以短于第三模式时间间隔。第一模式时间间隔可以短于或长于第二模式时间间隔。
[0121]
以上已经为模式指定了一些持续时间。然而，相应的模式(第一模式、第二模式和/或第三模式)可以被施加大于或等于以下值之一的时间间隔：1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min、5min。替代地或附加地，相应模式可以被施加大于或等于以下值之一的时间间隔：10min、9.5min、9min、8.5min、8min、7.5min、7min、6.5min、6min、5.5min、5min。这样，例如可以针对不同情况调整照明协议。
[0122]
本公开还提供了一种诸如数据载体或数据流的计算机程序产品，数据载体例如非暂时性数据载体，该计算机程序产品可以包含特别是当例如通过其电子控制单元5加载到计算机系统中和/或由计算机系统执行时的机器可读指令，使照明源2根据上述协议操作。
[0123]
照明系统1可以用于治疗皮肤疾病或病症。皮肤病或病症可以是或可以包括肿瘤性皮肤病，如光化性角化病、基底细胞癌、原位鳞状细胞癌或疣、痤疮、伤口愈合障碍/慢性伤口、细菌和/或真菌感染或炎性皮肤病。然而，应该指出的是，它也可以用于非治疗方法。
[0124]
一种用于治疗疾病(例如皮肤病，诸如肿瘤性皮肤病)的套件可以包括适用于局部施加到皮肤待治疗区域中的药用物质和如上所述的照明系统1，其中，照明系统1被配置为辐射皮肤的已施加该物质的区域。药用物质可以是光敏药物或这种药物的前体，其可被发射光谱中的光激发。
[0125]
一种用于治疗皮肤病的方法(例如以上进一步提到的方法之一)可以包括以下步骤：将药用物质(例如上述前药)施加到皮肤待治疗区域的表面；例如利用根据如上指定的方法的照明源2和/或使用如上指定的照明系统1来照射该区域。
[0126]
在施加如上所述的照明协议时，不仅预期会增加效率，而且会减少患者/用户的疼痛感觉或整体感知疼痛的显著性。大量感知疼痛是阻碍患者广泛接受pdt的主要问题之一。通常患者报告在照明期间经历相对大量的疼痛，其范围从轻微的不便到严重的疼痛直至必须中止治疗的程度。当然，这对单个pdt疗程和整个pdt治疗具有很大的负面影响。
[0127]
所提出的用于光动力治疗的照明系统的应用将pdt期间的疼痛减轻到了可耐受的水平。除此之外，使用这种照明系统时，治疗本身的接受度和再次经受pdt的意愿大大提高。
[0128]
尽管pdt是一种非常有效的治疗方法，但所治疗疾病的复发(例如光化性角化病或本公开前面提到的另一种疾病)是常见的，因此患者虽然被成功治疗，但经常后来在不同的皮肤区域发展出不同的病变并且再次需要医疗干预。此外，一些患者在单次pdt疗程后并未完全清除并需要第二次疗程。如果他们接受的第一次pdt非常痛苦，则尽管与其他治疗选项相比它提供了较高的疗效，但完成第二次pdt的可能性很小。
[0129]
因此，所提出的照明系统和协议提高了光动力疗法的接受水平。
[0130]
上面已经描述了一种特定的照明系统和/或其相关联的协议。然而，应当理解，也能够施加不同的系统和协议，尤其是使用已经在本公开的引言部分中讨论的特征，即使这
些特征没有在上面结合附图明确描述。因此，通过明确引用这些特征，使在引言部分中讨论的特征服从于本公开的示例性实施例。
[0131]
附图标记
[0132]
1 照明系统
[0133]
2 照明源
[0134]
3 电磁辐射
[0135]
4 目标表面
[0136]
5 电子控制单元
[0137]
p 启动模式
[0138]
a 第一模式
[0139]
b 第二模式
[0140]
c 第三模式