Die Heliotherapie, die Behandlung von Lethargie mit Hilfe von Sonnenlicht, wird seit Jahrhunderten von den Klassikern der Medizin empfohlen, und das tschechische Sprichwort "Wo die Sonne nicht hingeht, geht der Arzt hin" ist wahr. Optische Strahlung findet in der Medizin vielfältige Anwendung: z. B. das gesamte Spektrum der Laseranwendungen, die Behandlung der Neugeborenengelbsucht (Photodegradation von Bilirubin), die photodynamische Therapie (lokale Aktivierung eines Arzneimittels durch Licht) oder die Behandlung der Hauttuberkulose mit Strahlung von λ ≈ 400 nm (Entdeckung von Finsen). Die Behandlung mit Licht, das auf das Auge trifft, wurde jedoch lange Zeit als Alternativmedizin eingestuft, mit wenigen Ausnahmen. Seit den ersten Versuchen in den 1970er und 1980er Jahren [1] bis [4] hat sich die Lichttherapie dank der Entdeckungen von Chronobiologen, Neurologen und Psychiatern zu einer anerkannten Methode der chronobiologischen Behandlung entwickelt und wird seit diesem Jahr von den Krankenkassen erstattet [5, Heft 35115]. Zu den chronobiologischen Behandlungen gehören neben der Phototherapie auch der Schlafentzug und die kontrollierte Verschiebung des Schlaf-Wach-Rhythmus, der ebenfalls durch Licht unterstützt werden kann. Die Vorsilbe chrono- verdeutlicht die Bedeutung des richtigen Zeitpunkts der Therapie im Tagesrhythmus.

Chronobiologische Phototherapie (ChBFT) Diese Methode führt zu einer raschen Verbesserung (innerhalb weniger Tage) des Zustands von Patienten (in 50 bis 66 % der Fälle), die an einer nicht saisonalen depressiven Störung, an der depressiven Phase einer bipolaren Störung, an Schlafzyklusstörungen oder an Aufmerksamkeitsstörungen leiden [6]. Die Phototherapie hilft, diesen Zeitraum zu überbrücken. Eine vergleichbare Wirksamkeit von Licht und antidepressiven Medikamenten wurde auch bei der saisonal abhängigen Depression (SAD) nachgewiesen [7], und ein erheblicher Teil der Patienten ist daher mit einer regelmäßigen und zeitlich gut abgestimmten Phototherapie zu Hause zufrieden.

Als begleitende Behandlung wird ChBFT auch bei Schizophrenie, schizoaffektiven Störungen und Demenzerkrankungen, einschließlich Alzehimer, eingesetzt. Eine Studie [8] zeigt das Potenzial von hellem Licht zur Verbesserung der Lebensqualität und zur Erzielung betrieblicher Einsparungen in Pflegeheimen.

 

ChBFT-Methoden

- Helle Lichttherapie (BLT) - das Gesicht des Patienten wird in der Regel morgens 30 Minuten lang mit Licht von etwa 10 klx Intensität beleuchtet. Anwendung: Behandlung von Depressionen, Behandlung von SAD.

- Ganztägige Phototherapie: Die Lichtdosis von 10 klx pro 30 Minuten (d. h. 5 klx-h) kann über einen längeren Zeitraum verteilt werden, z. B. 5 klx für 1 Stunde oder 2 klx für 2 bis 3 Stunden. Verwendung: Behandlung von Depressionen, Behandlung von SAD, Verbesserung des Schlafrhythmus.

- Helle Lichttherapie am Abend: 10 klx auf das Gesicht für 30 min. Das Ende der Anwendung liegt in der Regel 2 Stunden vor der gewünschten Schlafenszeit. Anwendung: gegen vorzeitigen Abendschlaf, nach dem der Patient aufwacht und nicht einschlafen kann. Verbesserung des Schlafrhythmus.

- Morgengrauen- (und Abenddämmerungs-) Simulationstherapie (DDS) - der Patient wird zu einer bestimmten Stunde sanft durch ein Licht geweckt, das den Sonnenaufgang im Schlafzimmer sanft simuliert. Vor dem Einschlafen hingegen wird die Beleuchtung gedimmt. In [9] wird von einer exponentiellen Dimmung von etwa 200 auf 10 lx in 30 min berichtet. Wenn die Farbtemperatur des Lichts (biodynamische Beleuchtung) mit der Intensität abnimmt, entspricht die niedrigste Intensität im Kruithof-Diagramm etwa 1 900 K und die höchste 2 700 bis 3 700 K. Anwendung: Anpassung des Schlafrhythmus.

- Kombination von Schlafentzug (der Patient bleibt mehr als 40 Stunden wach) mit hellem Licht (WT+BLT). Typische Beleuchtung ist 10 klx auf dem Gesicht für 60 Minuten gegen 2 Uhr morgens. Zusätzlich kann eine Beleuchtung von etwa 1 klx verwendet werden, die variabel sein kann (z. B. Wolkensimulation), um den Patienten wach zu halten. Typische Anwendung: Behandlung von Depressionen.

 

Extra-visuelle Effekte des Lichts

Unterdrückung der nächtlichen Melatoninproduktion - (Melatoninsuppression) - kurz wirkend: Die Wirkung setzt innerhalb weniger Minuten ein und verschwindet innerhalb von 2 Stunden (Abb. 1). Verwendung: Behandlung von Depressionen, Erleichterung des Aufwachens, Aufschieben des Schlafs.

Entrainment - langanhaltend: Die Wirkung tritt erst am nächsten Tag ein und hält mehrere Tage an. Helles Licht am Morgen verschiebt den Tagesbeginn auf eine frühere Stunde (Antizipation), am Abend hingegen verzögert es den Schlaf und den Start in den nächsten Tag auf eine spätere Stunde (Delay) (Abb. 1 und Abb. 2). Anwendung: Anpassung des Schlafrhythmus.

Veränderung der Melatonin-Amplitude - unzureichendes Licht während des Tages kann zu einem Anstieg der minimalen Melatoninwerte am Tag führen, und störendes Licht in der Nacht kann die Spitzenwerte verringern. Verwendung: Verbesserung des Schlaf-Wach-Rhythmus durch Korrektur der Lichtverhältnisse.

Pupillenphotoreaktion - die lichtempfindlichen Ganglienzellen der Netzhaut bilden die langsame Komponente des Photoreflexes (Reaktionszeit ca. 1 Minute). Die schnelle Komponente (weniger als ein paar Sekunden) besteht aus Stäbchen und Zapfen. Verwendung: Verbesserung der Tiefenschärfe. Aktivierung der Aufmerksamkeit - helles Licht auf der Netzhaut erhöht die Aufmerksamkeit und wirkt sich positiv auf kognitive Prozesse aus. Neben der Sehbahn wird auch ein Beitrag der lichtempfindlichen Ganglienzellen angenommen. Verwendung: Verbesserung der Arbeits- und Lernleistung.

Was beeinflusst die außersinnlichen Wirkungen des Lichts?

- Beleuchtungsstärke - gemessen in Augenhöhe des Patienten - siehe Abbildung 1,

- die spektrale Zusammensetzung - bei Licht mit einem hohen Blauanteil ist der Schwellenwert E niedriger - siehe Abbildung 6,

- Belichtungszeit - (in Wechselwirkung mit Spektrum und Intensität) - unterschwelliger, linearer (~ Minuten) und gesättigter Bereich (~ zehn Minuten),

- die Phase des zirkadianen Rhythmus (Tag- oder Nachtzeit), in der das Licht eingesetzt wird - siehe Abbildung 2,

- Pupillendurchmesser - Regulierung der Lichtmenge, die auf die Netzhaut trifft,

- Zustand des Sehsystems - mit zunehmendem Alter absorbiert die Linse mehr wirksame Strahlung.

 

Lichtquellen für ChBFT

Již v prvních pokusech [1] byly použity zářivky o Tc = 6 000 K a Ra = 87. Tato volba dává smysl jak z intuitivního hlediska podobnosti dennímu světlu, tak z hlediska velkého podílu účinné modré složky (Ac = 83). Energetická úspora může mít podobu menšího příkonu nebo kratší expozice. Podíl účinné modré složky je zásadní v oblasti prudkého nárůstu účinku (E < 1 klx, obr. 1), ale v oblasti nasycení (E > 1 klx) má jen malý význam. Nejnižší příjemná teplota chromatičnosti při E = 10 klx je podle Kruithofova diagramu 4 000 K. V praxi se u BLT nejčastěji používá Tc = 5 000 až 6 500 K. Běžné chladné umělé světlo (865) je však všeobecně považováno za málo příjemné. V dotazníkovém výzkumu NASLI respondenti hodnotí jako příjemné světlo o Tc = 6 500 K v kombinaci s výborným podáním barev Ra = 93 a s pěkným podáním syté červené R9 > 80 K terapii simulací úsvitu a soumraku lze využít i žárovky, ale přímo určené pro toto použití jsou světelné diody. Pěkných výsledků (Ra > 90 pro Tc = 1 800 až 6 500 K) lze dosáhnout s moduly RGBW (teplá bílá) a čtyřkanálovou regulací. U dvoukanálového prolínání teplé (2 700 K) a chladné bílé (6 500 K) LED leží většina kombinací pod linií černých těles či denních světel, a nejde tedy v pravém smyslu o bílé světlo. Velké úspory energie skýtá využití modrých světelných diod (λp = 450 až 490 nm); limitujícím faktorem zde může být fotobiologická bezpečnost. Při terapeutickém použití světelných diod je třeba zamezit míhání, tj. periodickým změnám světelného toku. Frekvence míhání v rozsahu 3 až 30 Hz (někdy až 60 Hz) mohou u epileptiků vyvolávat záchvaty. Proto je třeba dát přednost měničům, jejichž výstup se blíží stejnosměrnému průběhu. V [11] jsou jako minimální frekvence pro PWM uváděny 3 kHz.

 

Beleuchtungskörper für ChBFT

Zusätzlich zu den grundlegenden Anforderungen an Leuchten (Niederspannungsrichtlinie und EMV-Richtlinie) müssen Phototherapie-Leuchten die erforderliche Beleuchtungsstärke liefern, die in der Regel das Fünf- bis Zehnfache der Beleuchtungsstärke von Arbeitsbereichen beträgt. Außerdem muss das Licht den erforderlichen Anteil an aktivierendem Blauanteil aufweisen. Während der Phototherapie kann der Patient geblendet werden, aber andere Personen sollten möglichst nicht geblendet werden.

Tragbare Leuchten für die Phototherapie

Phototherapieleuchten, die unter den Bezeichnungen Light-box, Anti-SAD-Box oder Sonnensimulator verkauft werden, sind seit mehr als 30 Jahren auf dem Markt. Weit verbreitet ist die Version mit zwei eindrähtigen 36-W-Leuchtstofflampen und einem mattierten Diffusor. Als Basisparameter wird eine Beleuchtungsstärke von 10 klx in einem bestimmten Abstand zur Leuchte angegeben. Mit Hilfe des Morningness- Eveningness Questionnaire [12] wird ermittelt, zu welchem Zeitpunkt am Morgen die Therapie beginnen sollte, um möglichst effektiv zu sein. Eine Voraussetzung für eine erfolgreiche Helllichttherapie ist ihre Regelmäßigkeit.

Stationäre Phototherapie-Leuchten

Für BLT können leistungsstarke NASLI-Leuchtstoffleuchten mit vier bis sechs T5-Leuchtstofflampen verwendet werden, die auf einer ursprünglich für die Beleuchtung anspruchsvoller Sehaufgaben in der Zahnmedizin entwickelten Reihe basieren. Ein Paar MedicoSun 4×80-W-Leuchten, die in einer Höhe von 2,5 m über dem Kopfende des Bettes aufgehängt sind, liefern 4 klx Beleuchtungsstärke. Im Jahr 2013, in einem Pilotprojekt für die Psychiatrische Klinik 1. Im Rahmen des Pilotprojekts der Klinischen Fakultät für Medizin und des Universitätsklinikums in Prag wurden ein Zimmer mit vier Betten und ein Aufenthaltsraum auf diese Weise ausgestattet (3 klx auf Tischplatten). Die Leuchten in jedem Raum können über einen Dimmer am DALI-Bus von 1 bis 100% des Lichtstroms gesteuert werden.

Mobile Leuchte für die Phototherapie

Die Notwendigkeit, Patienten auf eine stationäre Phototherapie-Beleuchtung umzustellen, führte zu der Forderung nach einer umstellbaren Leuchte, die zum Patientenbett gebracht werden kann. Ein Prototyp der NASLI ADS2max-Leuchte wurde 2014 entwickelt und nach der Zertifizierung wurden die ersten Einheiten an das Pilotprojekt des VFN geliefert. Der massive Eisensockel sorgt für die nötige Stabilität der Leuchte, und die Lenkrollen ermöglichen es, die Leuchte auch bei beengten Platzverhältnissen unter das Bett zu fahren. Der Leuchtenkörper ruht auf einem Arm, der für den Transport teilweise in einen im Sockel verankerten Ständer eingezogen werden kann. Die Lichtquellen der Leuchte sind zehn Leuchtstofflampen NASLI T5 24 W (965), die von drei DALI-Vorschaltgeräten betrieben werden, und zwei RGBW-LED-Leistenmodule. Das optische System besteht aus einem gebogenen mikropyramidalen Prisma. Die Prozessorsteuerung enthält eine präzise Echtzeituhr und liefert über den DALI-Bus Zeitsteuerungsbefehle an die Vorschaltgeräte und an eine vierkanalige digital gesteuerte Linearstromquelle für die LEDs. Die Programme für die einzelnen Therapiemethoden können einfach über die Fernbedienung auf dem Display ausgewählt werden, oder es kann ein spezielles, vom Arzt erstelltes Programm von einer austauschbaren SD-Speicherkarte geladen werden. Das Steuergerät sorgt für fließende Übergänge zwischen den Intensitäten und Farbtemperaturen der einzelnen Programmpunkte. Der eingebaute PIR-Sensor und der Auflichtsensor ermöglichen es, das Orientierungslicht automatisch einzuschalten, wenn während der Nachtstunden eine Bewegung erkannt wird. Die Firmware kann genau auf die Bedürfnisse des Betreibers abgestimmt werden. Das Design ist durch das Gebrauchsmuster Nr. 28109 geschützt.

 

Normen

Die DIN SPEC 67600:2013 Biologisch wirksame Beleuchtung bietet biodynamische Beleuchtungsszenarien für verschiedene Räume und ergänzt die EN 12464-1 um den Grad der Relevanz der biologischen Wirkung für einzelne Räume und Sehaufgaben. Die Vorschrift DIN V 5031-100:2009 wurde durch DIN SPEC 5031-100:2015 Melanopische Wirkungen von transokularem Licht auf den Menschen - Größen, Marker und Wirkungsspektren ersetzt, die die Terminologie von "biologisch" zu "melanopisch" ändert und die melanopische Tageslichtäquivalentgröße D65 als Analogie zu photometrischen Größen einführt. Der Umrechnungsfaktor mV, mel, D65 entspricht Ac/100 [13]. Eine überraschende Neuerung (und Gegenstand einer DIN-FNL-Anfrage) ist die Verschiebung des Maximums der effektiven spektralen Zusammensetzung von den ursprünglichen 450 auf 490 nm.

 

Schlussfolgerung

Die Lichtbehandlung von Depressionen und anderen psychischen Erkrankungen hat eine lange Geschichte in verschiedenen Formen und ist in den letzten Jahren wieder in den Vordergrund gerückt - diesmal von Gesetzgebern und Krankenversicherungen ernst genommen. Die entwickelten Phototherapieleuchten bilden den notwendigen technischen Hintergrund, und die ChBFT-Kurse für Ärzte und Krankenschwestern sind im Gange, um den Angehörigen der Gesundheitsberufe das notwendige Wissen zu vermitteln. Mehrere laufende Phototherapie-Pilotprojekte in Krankenhäusern und Krankenhäusern oder Zentren für Demenzkranke liefern praktische Erfahrungen und ermöglichen die Weiterentwicklung der Methode. Eine Broschüre [14] trägt zur Popularisierung der Methode bei, und ausführlichere Informationen finden Sie unter www.chbft.cz.

Das Licht synchronisiert die innere Uhr des Menschen und gibt seinem Leben eine zeitliche Ordnung und einen Rhythmus. Lichtmangel am Tag hingegen stört diese Ordnung. Die meisten psychiatrischen Erkrankungen gehen ihrerseits mit einer Störung des Schlafrhythmus einher, deren Verbesserung ein eindeutiger Indikator für die Wirksamkeit der angewandten Behandlung ist, die zu einer Verbesserung des Zustands des Patienten geführt hat [15] - das erste Gesetz der Chronobiologie. Bringen Sie also Licht in die dunklen Ecken der Krankenhauszimmer!

Ich möchte Pavel Doubek, M.D., Ph.D., von der Psychiatrischen Klinik der 1. medizinischen Fakultät in Prag für seine Kommentare zu diesem Artikel danken.

 

Glossar der Begriffe

- Lichtempfindliche retinale Ganglienzellen (ipRGCs)

- Lichtempfindliche Neuronen, die zur Erkennung der Lichtintensität, aber nicht zum Sehen verwendet werden.

- Melanopsin - lichtempfindlicher Farbstoff ipRGCs - besonders empfindlich für blaues Licht.

- Retinohypothalamischer Trakt (RHT) - Teil des Sehnervs, der das Signal von den ipRGCs überträgt

zum Gehirn.

- Suprachiasmatische Kerne (SCN) - die zentrale Uhr des Säugetierorganismus, die mit dem RHT verbunden ist; beim Menschen befinden sie sich fast in der Mitte des Kopfes.

- Chronobiologie - ein Zweig der Biologie, der die Lebenserscheinungen von Organismen im Hinblick auf ihre zeitlichen (rhythmischen) Abhängigkeiten untersucht.

- Biorhythmus - ein interner Zyklus von Veränderungen eines bestimmten Zustands, einer Menge, einer Eigenschaft oder eines Verhaltens eines Organismus.

- Circadianer Rhythmus - ein Biorhythmus mit einer Periode von etwa 24 Stunden, der hauptsächlich durch das Licht für 24 Stunden synchronisiert wird. In diesem Rhythmus wechseln sich Schlaf und Wachsein ab.

- Melatonin - das Schlaf- und Regenerationshormon, das nach Mitternacht seinen Höhepunkt erreicht, ist der wichtigste Indikator für die Phase des zirkadianen Rhythmus. Licht stoppt seine Produktion.

- Depression - ein psychischer Zustand, der durch übermäßige Traurigkeit gekennzeichnet ist.

 

Literatur:

[1] Wurtman, R. J.: The effects of light on the human body. Scientific American, 1975, 233, 1, S. 69-77. ISSN: 0036-8733.

[2] LEWY, A. J. - WEHR, T. A.: Light Suppresses Melatonin Secretion in Humans. Science, 1980 Dec., 210, pp. 1267-1268. ISSN 0036-8075.

[3] Rosenthal et al.: Seasonal affective disorder. A description of the syndrome and preliminary findings with light therapy. Arch Gen Psychiatry, 1984 Jan, 41, 1, pp. 72-80. ISSN 0003-990X.

[4] PRAŠKO, J. - GOLDMANN, P. - ZINDR, R. - ZINDR, V. Beschleunigung des Wirkungseintritts von trizyklischen Antidepressiva durch helles weißes Licht. Československá psychiatrie, 1987, vol. 83, no. 6, pp. 386-384. ISSN 0069-2336.

[5] Verordnung Nr. 326/2014 Slg. der CR: Verordnung des Gesundheitsministeriums zur Herausgabe einer Liste medizinischer Verfahren mit Punktwerten. In. Prag, Druckerei des Innenministeriums, 2014, ISSN 1211-1244.

[6] Doubek, P.: Chronobiologische Behandlung von psychischen Störungen. Gesundheit E15, Anhang: Medizinische Briefe, 08/2012 [online], [zitiert am 2015-11-01]. Auch verfügbar unter: http://goo.gl/F494sA.

[7] LAM, R. W.: The Can-SAD Study: A Randomized Controlled Trial of the Effectiveness of Light Therapy and Fluoxetine in Patients With Winter Seasonal Affective Disorder. Am. J Psychiatry, 2006, 63, S. 805-812.

[8] SUST, C. A. - DEHOFF, D. - LANG, D. - LORENZ, D. Verbesserte Lebensqualität für ansässige Demenzkranke: das Forschungsprojekt St. Katharina in Wien [online]. Zumtobel Research, 2012 [zitiert am 2015-11-01]. ISBN 978-3-902940-11-7. Auch erhältlich unter: http://goo.gl/eJ9P99.

[9] Gasioa, P. F. et. al. al.: Dawn-dusk simulation light therapy of disturbed circadian rest-activity cycles in demented elderly. Experimentelle Gerontologie, 38, 2003, S. 207-216, ISSN: 0531-5565.

[10] Duffy, J. F. - Czeisler, C. A.: Effect of Light on Human Circadian Physiology. Sleep Med Clin, 2009 Jun, 4, 2, pp. 165-177. doi:10.1016/j.jsmc.2009.01.004.

[11] U.S. Department of Energy: A Much-Noted Recommended Practice for LED Flicker. [online]. SSL Postings, June 11, 2015 [cited 2015-11-01]. Verfügbar unter: http://goo.gl/GDe2fc.

[12] Zentrum für Umwelttherapeutika: AutoMEQ-Umfrage [online] [zitiert am 2015-11-01]. Verfügbar unter: http://www.cethosting.com/limesurvey/.

[13] FUKSA, A.: Licht und die biologische Uhr [online]. Light, 2010, no. 6, pp. 56-58 [cited 2015-11-01]. ISSN 1212-0812. Available from: http://goo.gl/tXjMtp.

[14] FUKSA, A. et al.: Chronobiologische Phototherapie in der Praxis [online]. Prag, Blue step, 2015. 10 s. [zit. 2015-11-01]. ISBN 978-80-905767-1-1. Verfügbar unter: http://www.chbft.cz/ke-stazeni/.

[15] Wirz-Justice, A.: Chronobiologie und Psychiatrie. Sleep Medicine Reviews, 2007, 11, S. 423-427. ISSN 1087-0792.

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Abb. 1: Unterdrückung der Melatoninproduktion und Phasenverschiebung des zirkadianen Rhythmus in Abhängigkeit von der Lichtintensität und ihrer Streuung; übernommen aus [10]

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Abb. 2. Phasenverschiebung des zirkadianen Rhythmus in Abhängigkeit von der Phase der Lichteinwirkung; entnommen aus [10].

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Abb. 3. NASLI SunSun 2×55 W Solarsimulator im Einsatz Demonstration

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Abb. 4. Patientenzimmer mit NASLI MedicoSun® EP 4×80 W DALI Phototherapie-Leuchten während des Testlaufs, später wurde der Raum braun-rosa gestrichen

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5. Programmierbare Lichttherapie-Leuchte NASLI ADS2max, Arbeitshöhe 235 cm, Transporthöhe 185 cm, Sockel 70 × 90 cm

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Abb. 6: Biologisch/melanopisch wirksames Spektrum nach DIN 5031-100 von 2009 und 2015

Verfasser. Antonín Fuksa, NASLI & Blue step spol. s r. o.
Veröffentlicht in Světlo 6/2015