Spektrale Messung der effektiven Bestrahlungsstärke in der Bilirubin-Phototherapie
Die Blaulicht-Phototherapie wird zur Behandlung der neonatalen Hyperbilirubinämie eingesetzt, bei der zu viel Bilirubin im Blut von Neugeborenen vorhanden ist. Dies verursacht eine Gelbfärbung der Haut des Kindes, bekannt als Neugeborenengelbsucht. Eine effektive Phototherapie erfolgt durch eine großflächige Bestrahlung mit blauem Licht vorgegebener Bestrahlungsstärke.
Die Neonatal-Phototherapie wird seit mehr als 50 Jahren angewendet. Zur Bestrahlung der Neugeborenen kommen unterschiedliche Lichtquellen zum Einsatz. Dazu gehören verschiedene Arten von Leuchtstoffröhren, Wolframhalogen- und Metallhalogenidlampen sowie zunehmend LED-basierte Lampen. Durch diese große Bandbreite an Therapielampen ergeben sich zum Teil deutliche Unterschiede im Emissionsspektrum. Möglicherweise ist dies Grund dafür, dass sich kein definiertes Emissionsspektrum im Bereich der Blaulicht-Phototherapie findet. Die Qualität der Messungen der Bestrahlungsstärke bzw. Dosis war im Bereich der Bilirubin-Phototheraphie nie hoch. Die liegt zum Teil an den sehr einfach ausgeführten Messgeräten.
Normen für die Bilirubin Messung
TDie Norm IEC EN 60601-2-50: 2009 + A1: 2016 [1] definiert die Bestrahlungsstärke für Bilirubin als:
Ebi = integrierte Bestrahlungsstärke von 400 nm bis 550 nm üblicherweise in mW/cm2
Da keine Wellenlängenpräferenz angegeben ist, können verschiedene Lampentypen mit unterschiedlichen Emissionsspektren verwendet werden. Der Standard definiert des Weiteren, dass die minimale Bestrahlungsstärke, Ebi MIN, größer als 40% des maximalen Ebi MAX-Wertes über der effektiven Therapiefläche sein muss. Die Hersteller der Therapieleuchten müssen zudem sicherstellen, dass die UV- und IR-Emissionen innerhalb der streng vorgegebenen Grenzen liegen (siehe dazu Messungen der Gefährdung durch optischer Strahlung).
Die jüngsten Leitlinien der American Academy of Pediatrics [2] aus dem Jahr 2011 empfehlen abweichend zur IEC EN 60601-2-50: 2009 + A1: 2016 [1] eine "Intensive Phototherapie", mit einer mittleren spektralen Bestrahlungsstärke im Wellenlängenbereich von 460 nm bis 490 nm von 30 μW/cm2/nm. Zuvor hatten die AAP-Richtlinien den gleichen Bestrahlungsstärkepegel angegeben, jedoch über ein breiteres Wellenlängenband von 430 nm bis 490 nm. Intensitäten über 65 μW/cm2/nm sind nicht zulässig.
Unabhängig von den Leitlinien finden sich bei manchen Produkten teilweise abweichende Wellenlängenbereiche. Der Spektralbereich von 425 nm bis 475 nm scheint weit verbreitet.
In der Praxis sorgen diese Unterschiede für zusätzlich erhöhte Messunsicherheiten, weil die gängigen Messgeräte für die Bestrahlungsstärke nur für die Verwendung mit einem Emissionsspektrum ausgelegt sind. Diese Einschränkung ergibt sich aus dem Ausbau der Messgeräte mit spektralen Bandpass Korrekturfiltern. Damit sind diese Radiometer eigentlich nur für die ausschließliche Nutzung mit einer Leuchte geeignet, für die sie kalibriert und abgeglichen wurden (Ref. Clarkson et al.) [3]. Die zum Teil sehr unterschiedlichen Messwerte, die sich aus den unterschiedlichen Lampentypen in Verbindung mit den für einen Lampentyp ausgelegten Radiometern ergeben, behindern bisher die Optimierung der Dosimetrie-Empfehlungen im Bereich der medizinischen Forschung.
Messtechnische Lösungen zur Bilirubin-Messung
Das Lichtmessgerät MSC15 bietet die Vorteile eines Spektralradiometers in einem kompakten Gehäuse zu einem attraktiven Preis [4]. Das MSC15 spectral light meter misst die spektrale Bestrahlungsstärke E, die von der Therapielampe erzeugt wird. Hieraus hat sich die für Bilirubin-Messungen optimierte Version MSC15-Bili entwickelt, sowie eine Version mit flexiblem Detektor CSS-45-Bili mit CSS-D. Aus den spektralen Messdaten wird die effektive Bestrahlungsstärke entsprechend den aktuellsten Standards und Richtlinien berechnet. Mit der spektralen Messmethode sind die Messdaten unabhängig vom Lampentyp und Hersteller. Das einfach zu bedienende Messgerät zeigt die beiden üblichen Bilirubin wirksamen Bestrahlungsstärke Messwerte direkt an:
- Ebi (mW / cm2) gemäß IEC 60601-2-50: 2009 + A1: 2016
- Die durchschnittliche spektrale Bestrahlungsstärke (μW / cm2 / nm) gemäß den neuesten AAP-Empfehlungen
Zusätzlich sind die spektralen Messdaten verfügbar, die eine Anpassung an jedes proprietäre Wellenlängenband ermöglichen, das von einem Hersteller angegeben wird.
Referenzen
[1] IEC 60601-2-50:2009+A1:2016 Medical electrical equipment - Part 2-50: Particular requirements for the basic safety and essential performance of infant phototherapy equipment.
[3] Neonatal phototherapy radiometers: Current performance characteristics and future requirements