Kapitel 2 Basiswissen Strahlung und Materie Seite 1
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Kapitel 2 Basiswissen Strahlung und Materie Seite 1 Physikalische Grundlagen Eine DERMAX – Behandlung nutzt physikalische und dermatologische Grundlagen zur Erreichung kosmetischer Behandlung. Oftmals reduziert man sich hierbei auf rein physikalische oder aber rein dermatologische Parameter, der Schlüssel liegt allerdings in einer entsprechenden und notwendigen Kombination beider Parameter. Physikalische Grundlagen lassen sich relativ verständlich mittels alltäglichen “Phänomenen“ erklären. Man sollte hierbei jedoch die Komplexität des einerseits “so einfach Erscheinenden“ und für uns als normale und alltägliche Zusammenhänge stets genauer im Detail betrachten Was ist Photothermolyse Gerade im Bezug dauerhafte Haarentfernung wird oftmals die “selektive Photothermolyse“ als gegebene Grundlage umschrieben. Die Komplexität dieser physikalischen Abfolge ist jedoch sehr weitreichend. Grundlegend basiert selektive Photothermolyse auf folgenden Elementen: Emission Applikation Reflektion Refraktion Transmission Absorption Photothermolyse Strahlung Strahlung Strahlung Strahlung Strahlung Strahlung Strahlung tritt aus trifft auf Materie wird von der Materie zurückgeworfen wird von der Materie verformt dringt in Materie wird von der Materie aufgenommen wird in Wärme gewandelt Grundlage der Photothermolyse ist es energiereiche Strahlung (kürzere Wellenlänge) zu energiearmer Strahlung abzubauen. Im Bezug der selektiven Photothermolyse geschieht dies durch Wandlung vom sichtbaren Licht in Wärme (Infrarot). Grundlagen der Photothermolyse nehmen wir auch in unserem Alltag war. Aus dem praktischen Verständnis wissen wir je näher die Strahlungsquelle desto höher die Wirkung und Leistung auf die Materie. Die Strahlung der natürlichen Sonne die auf die Erdoberfläche trifft besteht aus: Ultraviolette Strahlung Sichtbarem Licht Wärme UVB- und UVA- Strahlung VIS - Strahlung Infrarotstrahlung Berücksichtigt man nun, dass die Sonne Anfang Juli rund 152,1 Millionen Kilometer und Anfang Januar nur rund 147,1 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist, müsste es im Winter wärmer sein als im Sommer. Des Weiteren müsste es in 3000 Meter Höhe auch wärmer sein als in Meeresspiegelhöhe, die Praxis zeigt uns aber genau das Gegenteil! Der maßgeblichste Anteil unserer Wärme entsteht durch Photothermolyse, UV-Strahlung und sichtbares Licht wird an der Erdoberfläche absorbiert und in Wärme gewandelt. In der Praxis zeigt sich dies auch durch dunkle Oberflächen die der Sonne ausgesetzt sind, diese sind stets wärmer als helle Oberflächen. Je heller die Oberfläche eines Objektes desto geringer die Absorption (es wird weniger Strahlung vom Objekt aufgenommen) und desto höher die Reflektion. Je dunkler die Oberfläche eines Objektes desto höher die Absorption (es wird mehr Strahlung vom Objekt aufgenommen) und desto geringer die Reflektion. Kapitel 1 Basiswissen Strahlung Seite 2 Basiswissen Strahlung Das tägliche 1mal1 begründet sich bei IPL-, RF, IPL + RF (ELOS), wie auch bei einer Besonnung auf Strahlung. Im Alltag reduzieren wir Strahlung häufig auf Licht und Sonne. Dies begründet sich durch die visuelle Wahrnehmung, man erkennt und sieht Licht (Helligkeit). Um zu verstehen wie DERMAX arbeitet und worin die Vorzüge bestehen ist ein Grundlagenwissen in Physik unumgänglich. Der Erfolg oder Misserfolg hängt von einem Verständnis des Werkzeugs Strahlung ab. Was ist Strahlung Das Pseudonym Strahlung steht eigentlich für elektromagnetische Strahlung. elektro, weil Elektronen und Neutronen maßgeblich bei elektromagnetischer Strahlung beteiligt sind. magnetisch, weil die Energie auch in einer Art Magnetismus vorliegt. Strahlung, weil sich die Strahlung in Strahlenform ausbreitet, vergleichbar mit einem Wasserstrahl. Trifft dieser auf ein Hindernis, wird er gebrochen und gestreut. Beide Formen elektrische - und magnetische Energie sind uns aus dem Alltag bekannt und Strahlung kann somit als Energie – Transporteur verstanden werden. Was bedeutet Wellenlänge Das spezifische Energieniveau der jeweiligen elektromagnetischen Strahlung ist abhängig von der Wellenlänge. Als Wellenlänge bezeichnet man die Distanz vom Anfang bis zum Ende einer Welle. Eine Welle besteht aus zwei Wellenbergen (eine positive und eine negative Amplitude). Welle, weil die Energie stets aus einer positiven und einer negativen Ladung und die Grundform eine Welle bildet (1mal oben, 1mal unten) Länge, weil die Strahlung eine Distanz zurück legt um ein positive und negative Ladung abzugeben. Kapitel 1 Basiswissen Strahlung Seite 3 Welche Strahlungsarten gibt es? Bezeichnung Wellenlänge Sinneswahrnehmung / Funktion UV-Strahlen UV-C UV-B UV-A 100 - 280 nm 280 - 315 nm 315 - 400 nm keine Direkte / Desinfektion keine Direkte keine Direkte ab 380 nm für manche sichtbar Sichtbares Licht rot/gelb/blau (RGB) 380 - 780 nm visuell wahrnehmbar in Form von Licht oder Farbe Infrarotstrahlung Wärme 780 nm - 1mm teilweise Wahrnehmung durch Wärme Mikrowelle Radarwelle Funkwelle 1 mm – 1 m Erwärmung von wasserhaltiger Materie 1 m – 10 m Ortungsbestimmung 10 m - Radio und Funk Übertragung Was sind Nanometer, Mirkometer? Kapitel 1 Längenmaß Kurzform In 1 Meter enthalten Dezimalwert Meter m 1 1 Dezimeter dm 10 0,1 Zentimeter cm 100 0,01 Millimeter mm 1.000 0,001 Mikrometer µm 1.000.000 0,000001 Nanometer nm 1.000.000.000 0,000000001 Basiswissen Strahlung Seite 4 Über welche Strahlungsarten verfügt DERMAX? Kapitel 1 Basiswissen Strahlung Seite 5 Strahlungsarten (Spektren) und Wellenlängen im Vergleich Eine schematische Darstellung ermöglicht den direkten, optischen Vergleich von Infrarotstrahlung, grüner Strahlung und UVStrahlung. Der Radius der langwelligen Infrarotstrahlung (Wellenlänge 1000 nm) ist annähernd doppelt so groß wie der Radius der grünen Strahlung (575 nm). Die Spitzen (Amplituden) der UV-Strahlung sind nur ein Viertel so breit wie die Infrarotstrahlung, bzw. halb so breit wie die grüne Strahlung. In Bezug auf die elektromagnetische Strahlung gilt folgender Grundsatz für die Wellenlänge: Je kürzer die Wellenlänge, umso energiereicher ist die Strahlung (unabhängig von Materie und Leistung) Dieser Grundsatz ist unabhängig von der Größe der Amplitude, d.h. unabhängig von der Leistung der jeweiligen Strahlung. Ferner bezieht er sich auf keinerlei Materie und der damit verbundenen, individuellen Empfindlichkeit gegenüber der jeweiligen Strahlung. UV-Strahlung ist energiereicher als grüne Strahlung und sichtbares Licht Sichtbares Licht ist energiereicher als Infrarotstrahlung Praktisches Beispiel: Stellen wir uns diese Wellen als Wasser vor, welches auf einen Sandstrand schlägt. Je mehr Wellen aufschlagen desto mehr Strandsand wird weggespült. Das heißt, hätten wir eine Sandburg am Strand gebaut würde “UV-B-Strahlung“ doppelt so schnell die Sandburg abtragen als “grünes Licht“, weil “UV-B-Strahlung“ doppelt so viele Wellen enthält. Infrarotstrahlung hat insgesamt 8 Wellenberge (4 positive + 4 negative) 1 Welle besteht aus 1 positiven Welle + 1 negativen Welle 8 Wellen / je 2 Wellenberge = 4 Wellen 4 Wellen X 1000nm (1µm) = 4000nm (4µm) 4 Wellen in 4 Mikrometer Strecke Das grüne Licht hat insgesamt 14 Wellenberge (7 positive + 7 negative) 1 Welle besteht aus 1 positiven Welle + 1 negativen Welle 14 Wellen / je 2 Wellenberge = 7 Wellen 7 Wellen X 575nm (0,575µm) = 4025nm (4,025µm) 7 Wellen in 4 Mikrometer Strecke Die UV-B-Strahlung hat insgesamt 28 Wellenberge (14 positive + 14 negative) 1 Welle besteht aus 1 positiven Welle + 1 negativen Welle 28 Wellen / je 2 Wellenberge = 14 Wellen 14 Wellen X 287nm (0,287µm) = 4018nm (4,018µm) 14 Wellen in 4 Mikrometer Strecke Kapitel 1 Basiswissen Strahlung Seite 6 Die Frequenz Als Frequenz (Herz) umschreibt man Schwingungen pro Sekunde. Schwingungen kann man sich auch als Zustandsbeschreibung am einfachsten z.B. durch Ein- und Ausschalten vorstellen. Nun da wir es hier mit Strahlung und Licht zu tun haben, hier mal ein einfaches Beispiel um Frequenz zu verstehen. Schalten wir das Licht in einem Raum ein, haben wir eine halbe Schwingung, Schalten wir es wieder aus haben wir wieder eine halbe Schwingung Machen wir das Einschalten und Ausschalten des Lichtes innerhalb einer Sekunde haben wir somit eine Frequenz von 1 Herz Das heißt, der Zustand der Lampe hat sich innerhalb einer Sekunde 1 mal geändert nämlich: Urzustand: das Licht war aus Änderung: das Licht war an Urzustand: das Licht war aus Zurückauf die eingangs erwähnte Zustandsbeschreibung hat sich der Zustand 1 mal innerhalb einer Sekunde geändert, somit 1 Herz. Übersetzen wir das nun auf die immer wieder gern gesehene Welle sehen wir nun allerdings 2 geänderte Zustände vom Anfang bis zum Ende der Welle. Der positive Wellenberg und das negative Wellental, der Urzustand hingegen, ist erst beim Durchlaufen der kompletten Welle hergestellt. Denn, Strahlung besteht stets aus einer positiven und einer negativen Ladung (1 Wellenberg und 1 Wellental). Zurück zum Beispiel des Lichtschalters erkennt man das hier Geschwindigkeit eine große Rolle spielt, umso schneller man den Lichtschalter an und ausschaltet desto höher die Frequenz (Herz). Üblicherweise wird Geschwindigkeit in zurückgelegter Strecke pro Zeit bestimmt, beispielsweis Km/h (Kilometer pro Stunde). Egal welche Art von Licht, Licht breitet sich mit einer Geschwindigkeit von 299.792.458.000 Meter pro Sekunde aus, d.h., Licht legt in einer Sekunde 299.792.458.000 Meter zurück. Eine Licht-Welle bewegt sich somit in Lichtgeschwindigkeit fort. Beispiel: Haben wir nun zum Beispiel eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 1 µm (Mikrometer) und um dass auf unseren Lichtschalter zu übersetzen sagen wir, der Lichtschalter muss sich 1µm bewegen um den Zustand Ein-/ Ausschalten zu ändern bewegen wir nun den Schalter mit Lichtgeschwingigkeit (299.792.458.000 Meter pro Sekunde) ergibt sich folgende Formel: 1 Meter / 1 µm = 1.000.000 (es sind 1.000.000 Mikrometer in einem Meter) 299.792.458.000 x 1.000.000 = 299.792.458.000.000.000 Das heißt das Licht wird 299.792.458.000.000.000 innerhalb einer Sekunde eingeschaltet. 299.792.458.000.000.000 Herz (Schwingungen pro Sekunde) Machen wir das Ganze mit grün blauem Licht (500nm 0,5 Mikrometer) wird das Licht innerhalb einer Sekunde doppelt so oft eingeschaltet: Das Licht wird dann gar 599.584.916.000.000.000 mal pro Sekunde eingeschaltet Kapitel 1 Basiswissen Strahlung Seite 7 Warum kurzwellige Strahlung energiereicher ist als langwellige Strahlung Zurück zu dem Beispiel des Lichtschalters, jedoch ersetzen wir nun zum besseren Verständnis das Licht durch Wasser. Jedesmal wenn der Schalter eingeschaltet wird fließt 1 Liter Wasser in den Raum. Umgesetzt auf die 2 vorherigen Beispiele bedeutet dies: bei 500nm: 599.584.916.000.000.000 x 1 Liter Wasser = 599.584.916.000.000.000 L im Raum innerhalb 1 Sekunde bei 1000nm: 299.792.458.000.000.000 x 1 Liter Wasser = 299.792.458.000.000.000 L im Raum innerhalb 1 Sekunde Man erkennt auf den ersten Blick dass bei 500nm rund doppelt soviel Wasser im Raum ist. Zurück zur Energie bedeutet dies 500nm sind doppelt so stark wie 1000nm, weil 500nm doppelt soviele Ladungen (Schwingungen / Zustände) hat als 1000nm. Je kürzer die Wellenlänge desto höher die Energie Was ist Leistung Vorweg ist hier gleich zu unterscheiden, Leistung ist nicht gleich Energie. Dies erklärt sich durch eine einfache Änderung des obigen Schalter und Wasser – Beispiels. Was passiert wenn pro Einschalten bei 1000nm nicht nur 1 Liter sondern 2 Liter Wasser fliesen? bei 1000nm: 299.792.458.000.000.000 x 2 Liter Wasser = 599.584.916.000.000.000 L im Raum innerhalb 1 Sekunde Füllen wir nun einmal die nebenstehenden Wellen mit Wasser erkennen wir unschwer das die höheren Wellenberge und Wellentäler mehr Wasser aufnehmen können und das obwohl die Wellenlänge identisch ist. Die Höhe der Welle wird als Amplitude bezeichnet und gibt Aufschluss über die jeweilige Leistung der Strahlung. Ersetzen wir nun das Wort Wasser durch aus dem Alltag bekanntes Wort Watt erklärt sich nebenstehende grafische Darstellung im Bezug auf Leistung, je höher die Welle (Amplitude) desto höher die Leistung. Leistung wird im Allgemeinen mit W (Watt) bezeichnet. Man kennt Watt als Beispiel von elektrischen Geräten die XXX Watt Leistung haben, bzw. benötigen. Leistung steht in direkter Abhängigkeit von Zeit, hierzu ein einfaches Beispiel: Man hat eine Mikrowelle mit 600 Watt und eine Mikrowelle mit 1200 Watt, in beiden Mikrowellen versucht man 200 Gramm tiefgefrorenes Hühnerfrikassee auf 70°C zu erhitzen. Resultat: die mit 600 Watt benötigt 6 Minuten die mit 1200 Watt benötigt nur 3 Minuten Die Erklärung ist einfach “hat ja doppelt so viel Watt“, ist zwar richtig aber ohne jegliches Fundament. Ersetzt man die Mikrowellen beispielsweise durch eine Mikrowelle mit 753 Watt und die andere durch eine mit 812 Watt wird die Bestimmung der Dauer bis zum Erhitzen auf 70°C schon ein bisschen schwieriger. Kapitel 1 Basiswissen Strahlung Seite 8 Watt steht bezeichnend für Leistung pro Sekunde, richtigerweise sollte man somit, zumindest gedanklich Watt / Sekunde verinnerlichen, denn so ist es gemeint. Betrachtet man sich mit diesem Leistung / Zeit – Verhältnis einmal eine Rechnung eines Stromanbieters erhält der Begriff KW/h gleich einen tieferen Sinn: K = steht für Kilo (Faktor 1000) W = Leistung in Watt h = 1 Stunde 60 Minuten a 60 Sekunden = 3600 Sekunden Übersetzt auf unsere schematisch, dargestellten Wellen, sprich Strahlung zeigt sich die Leistung durch eine höhere Amplitude. Allerdings im Detail wäre richtiger es wird die Leistung von allen Wellen innerhalb einer Sekunde bezeichnet. Die Spitze dieses Wellenberges wird als Leistung in Watt pro Sekunde angegeben. Was sind Joule? Weicht die zu beziffernde Leistung vom Zeitwert 1 Sekunde ab wird die Leistung in Joule ausgedrückt. Haben wir als Beispiel 1 Watt pro Sekunde haben wir in 2 Sekunden 2 Watt! Dieser Wert wird allerdings nicht in Watt ausgedrückt sondern in Joule. Joule steht bezeichnend für die kumulierte Leistung bezogen auf den Zeitraum der Bestrahlung. Bestrahlt man somit Materie mit 10 Watt über die Dauer von 60 Sekunden beträgt die Dosis (kumulierte Leistung Sekunde für Sekunde) 600 Joule. Joule = Watt x Sekunden Dosis = Leistung x Zeit Dies gilt allerdings nicht nur für Bestrahlungszeiten größer als 1 Sekunde, die Berechnungsgrundlage dient gleichermaßen zur Bestimmung von einer Bestrahlungsdauer von unter 1 Sekunde. Beispiel: 1 Watt x 0,5 Sekunden = 0,5 Joule Es gilt hierbei allerdings zu berücksichtigen das Zeitwerte unter 1 Sekunde 100er Potenzen, bzw. über eine Sekunde 60 Potenzen vorweisen. Kapitel 1 Basiswissen Strahlung Seite 9 Zusammenfassung Das 1. Kapitel Basiswissen Strahlung ist die Grundlage des richtigen Umgangs Behandlungen mit Strahlung. Entgegen der weitläufigen Meinung Strahlung sei ein einfaches Thema wurde hier ein grundlegender Einblick zum Thema Strahlung gegeben. Leider erfolgt der derzeitige Umgang mit Strahlung fern einem fundiertem Wissen, es werden Bruchstücke aus der Mitte, begriffsmäßig bestimmt (man hat etwas auswendig gelernt) und versucht dies in durch einen zusammenhanglosen Inhalt den Zuhörer / Kunden zu vermitteln. Unser Anspruch soll ein anderer sein, man versteht was man tut und das in einem Zusammenhang und hierbei ist die Physik keineswegs zu vernachlässigen, denn diese zeichnet entscheidend für Erfolg und Misserfolg einer Behandlung. Elektromagnetische Strahlung setzt sich sowohl aus elektrischen als auch magnetischen Feldern zusammen Wellenlänge ist ein Längenmaß und bezeichnet die Größe von einer Welle (1 Wellenberg und 1 Wellental) Die Wellenlänge steht bezeichnend für das jeweilige Spektrum (Farbe, Infrarot, UV,..) Potenzen stehen bezeichnend für Faktoren zur einfacheren Darstellung von Werten und Dezimalwerten Die Art der Strahlung kann sowohl in Wellenlänge als auch in Frequenz bezeichnet werden, üblicherweise werden Spektren unter 1 mm durch die Wellenlänge und über 1mm in Herz bezeichnet Frequenz gibt Aufschluss über Schwingungen (geänderte Zustände) pro Sekunde Jede Art von elektromagnetischer Strahlung hat ihr eigenes Energieniveau, unabhängig von der jeweiligen Leistung Je kürzer die Wellenlänge desto höher die Energie Als Leistung bezeichnet man die Amplitude, den höchsten Punkt eines Wellenberges Watt bezieht sich stets auf die Leistung pro Sekunde Joule steht bezeichnend für Leistung kumuliert über die Zeit (Sekunden) Kapitel 1 Basiswissen Strahlung Seite 10 Wenn Strahlung auf Materie trifft Im Kapitel 1 wurden die grundlegenden physikalischen Eigenschaften von Strahlung erläutert. Hierzu muss erklärt werden dass im Bezug elektromagnetischer Strahlung (speziell auch in den Wellenlängenbereichen in dem DERMAX arbeitet) diese Grundlagen sich stets auf Strahlung im Vakuum reduziert. Je nach Wellenlänge und Spektrum reduziert bereits die Luft die Strahlung, d.h. die Strahlung reduziert sich mit der zurückgelegten Strecke. Dies ist auch gut so, sonst wäre hier auf unserem Planeten kein Leben möglich, da die Sonnenstrahlung die Erde auf mehrere Millionen Grad erwärmen würde. Trifft Strahlung auf Materie treten folgende, grundlegende Erscheinungen auf: Die Reflektion: Bei der Reflektion trifft Strahlung auf Materie und wird reflektiert. Alles was wir visuell wahrnehmen (sehen), basiert auf der Reflektion von sichtbarem Licht. Licht wird auf das Objekt geworfen dort reflektiert und durch unser Auge wahrgenommen. Die reflektierte Strahlung ist stets niedriger als die ursprüngliche Strahlung, da die Reflektion eine höhere Wegstrecke zurücklegt als die ursprüngliche Strahlung. Der Austrittswinkel (Winkel der Reflektion) ist stets gleich dem Eintrittswinkel, in einfachen Worten ist gespiegelt. Hier findet sich auch ein praktisches Beispiel, ein Bild das von einem Spiegel zurückgeworfen wird ist stets spiegelverkehrt. Die Transmission: Als Transmission bezeichnet man Strahlung die auf Materie trifft und diese durchdringt. Ein praktisch nachvollziehbares Beispiel bieten hier Fensterscheiben, das Licht trifft auf die Scheibe und durchdringt die Scheibe. Die Absorption: Als Absorption bezeichnet man den Umstand wenn Strahlung auf Materie trifft und weder Strahlung reflektiert noch transmittiert. Neben diesen Wegstrecken gibt es noch weitere physikalische Wegstrecken / Wandlungen von Strahlung durch Materie, aber dazu Später. Sowohl die Reflektion, als auch die Transmission und Absorption treten in der Natur und im Alltag niemals alleinig auf, sie korrelieren stets miteinander. Kapitel 2 Basiswissen Strahlung und Materie Seite 11 Das Zusammenspiel von Reflektion, Transmission und Absorption Wie sich solche Korrelationen darstellen wird anhand folgender Darstellung deutlich. Jede Art von Materie reagiert sehr individuell auf Strahlung. Trifft elektromagnetische Strahlung auf Materie wird diese wie ein Wasserstrahl reflektiert, gebrochen, gestreut, aber auch von der Materie aufgenommen (absorbiert). Alle diese Verformungen der Strahlung nehmen wir durch unsere visuellen Eindrücke wahr. Diese optischen Eindrücke beruhen jedoch nur auf der, für das menschliche Auge sichtbare RGB - Licht (Rot, Gelb, Blau), sichtbaren Strahlung. Beispiel: Trifft weißes Licht auf eine blaue Scheibe, wird rote und gelbe Strahlung in dieser Scheibe absorbiert. Die Folge: die Reflektion, welche unser Auge wahrnimmt, ist blau. die Transmission, Strahlung die durch die Scheibe tritt ist blau Ein praktisches Beispiel bildet hierbei eine Blaufilterscheibe eines Solargerätes, wir sehen die Scheibe ist blau (Reflektion), sehen wir durch die Scheibe erscheint alles blau und es existiert kein rot oder gelb bei den Objekten hinter der Scheibe (rot und gelb wir absorbiert) Warum ist Blut rot ? Einmal weg von sonstiger Materie hin zu lebenden Strukturen, hier erkennt man bereits im Ansatz das Strahlung und Organismen ein sehr komplexes Thema sind. Weißes Licht trifft auf Blut, es treten folgende Wegstrecken der Strahlung auf: Transmission: Die gelbe Strahlung durchdringt das Blut. Um für unser Auge sichtbar zu werden, muss die gelbe Strahlung zweimal durch das Blut dringen, um von unserem Auge wahrgenommen zu werden.????? Absorption: Die blaue Strahlung wird durch das Hämoglobin im Blut aufgenommen. Fast der gesamte Blaulichtanteil wird aus dem weißen Licht eliminiert. Reflektion: Nur geringe Anteile der roten Strahlung werden vom Blut absorbiert, bzw. treten durch das Blut. Unser Auge empfängt die dominierende Reflektion der roten Strahlung. In diesem Beispiel spiegelt sich auch der Einsatz von Blaufiltern bei IPL – Geräten zur Behandlung von Besenreisern, doch hierzu Später mehr. Kapitel 2 Basiswissen Strahlung und Materie Seite 12 Wie die Haut Strahlung verarbeitet Da unsere vorgesehenen Behandlungen sich ausschließlich auf die Hautoberfläche beschränken, wollen wir hier nun auch beginnen. Zunächst gilt es einmal das natürliche Verhalten der Haut auf elektromagnetische Strahlung, hier explizit im Spektralbereich von 280 bis 680nm. Grundlegend dominiert in diesem Spektrum von 280 bis 680 nm, die Reflektion. Zum einfacheren Verständnis widmen wir uns der sichtbaren Strahlung, dem so genannten weißen Licht. Trifft dieses weiße Licht auf die Haut, wird die Reflektion der Haut durch rote und gelbe Strahlung dominiert. Daher die beige Farbnuancierung unserer Haut. Ein minderer Teil der roten und gelben Strahlung tritt weiter bis in das subkutane Gewebe ein. Die blaue Strahlung weist die geringsten Reflektion - Verluste auf und wird durch das Hämoglobin, den Sauerstoffträger im Blut, absorbiert. Dementsprechend ist eine blaue Tongebung der Haut optisch kaum erkennbar. Merke: Je kürzere die Wellenlänge desto höher die Reflektion Was ist Remission? Die oben dargestellte Reaktion der Haut auf Strahlung ist an und für sich kein so schwieriges Kapitel, dankt man! Bei genauerem Betrachten stellt man widersprüchliche Erkenntnisse fest, z.B.: Blau hat die geringste Eindringtiefe und somit die geringste Wegstrecke Rot und Gelb dringen viel tiefer ein aber dennoch ist die Haut nicht blau Leider ganz so einfach ist es denn doch nicht Trift Strahlung auf Materie und wird dort neben der direkten Reflektion (oberflächlich) auch absorbiert und aus der Haut wieder reflektiert bezeichnet man dies als Remission, Re weil zurück (reflektiert) und Emission weil es emittiert (strahlt). Im vorgenannten Beispiel (Warum ist Blut rot) haben wir festgestellt das aus weißem Licht rotes Licht wird welches wir optisch wahrnehmen. Genau das gleiche passiert aber auch in der Haut, sprich das Blut remittiert rot. An dieser Stelle soll das Komplexe Thema sämtlicher Absorptions - und Remissions – Prozesse noch nicht aufgegriffen werden, dies erfolgt im Späteren und zwar explizit und behandlungsspezifisch. Kapitel 2 Basiswissen Strahlung und Materie Seite 13 Wie penetriert Strahlung in die Haut? Bevor wir uns dem widmen was sich unter der Haut abspielt, sollten wir dort anfangen wo auch eine Behandlung stattfindet, an der Hautoberfläche. Die Haut ist ein Wunderwerk der Natur, sie bildet mit rund 2 m² das größte Organ unseres Organismus. Ihre transmembrane Fähigkeit ermöglicht es ihr Flüssigkeiten aufzunehmen und abzugeben. Wichtigstes Bindeglied bildet hier die Hautoberfläche mit ihren Corneozyten eingebettet in einer Lipidstruktur. Die Corneozyten erreichen bereits durch ihre versetzte Anordnung (Ziegelsteinprinzip) eine relativ hohe Dichte. Die Verbindung zwischen den Corneozyten erfolgt mittels sogenannten Corneodesmosomen, verbindende Elemente die eine notwendige Elastizität ermöglichen aber dennoch für ausreichenden Zusammenhalt sorgen. Bedingt durch Umwelteinflüsse UV-Strahlung (Besonnung) kann sich die unterste Schicht der Corneozyten, die Keratinozyten - Differenzierung verdicken. Dies geschieht infolge von Zellschädigungen innerhalb der tiefer gelegenen Keratinozyten. Diese werden nach oben hin zu Corneozyten abgebaut und verdicken somit die Schicht der Keratinozyten – Differenzierung. Die Folge im Bezug von typischen IPL – Behandlungen, reduzierter Wirkungsgrad und teilweise auch erhöhte Zellschädigung durch zu hohe Dosen und Leistungen. Die Corneozyte: Die Corneozyte versteht man im Allgemeinen als Hornschuppe. Die Formgebung ist hexagonal (Hexagon = Sechseck), die Kantenlänge liegt zwischen 22 bis 30 µm. Die Corneozyte besteht aus Filagrin – Filamenten, eingebettet in Elaidin. Filagrin ist eine sehr elektronendichte Struktur, bedeutet nur schwerlich von elektromagnetischer Strahlung im UV-Bereich, visuellem Licht und nahen Infrarotbereich zu durchdringen. Auch das Elaidin verfügt bedingt durch seine Bestandteile als auch Dichte über eine hohe Elektronendichte. Die Corneozyte selbst stellt somit eine große Barriere gegenüber IPL – Behandlungen dar. Praktisch kann man diese Elektronendichte auch an den Handflächen erkennen, hier verfügt unsere Haut über extrem hohe Schichtstärken die alleinig auf Corneozyten und dessen Verbund beruhen. Die stets helle Tongebung der Handflächen spiegelt die Hohe Elektronendichte, Strahlung wird verstärkt reflektiert die Oberfläche erscheint hell (hohe Reflektion = hell Fläche) Kapitel 2 Basiswissen Strahlung und Materie Seite 14 Die Lipidstruktur: Zwischen den Corneozyten befindet sich die Lipistruktur. Die äußere Struktur welche an die Corneozyten angrenzt bildet ein Gemisch aus Lipiden, wie Tryglyceride, Ceramide, Fettsäuren. Innerhalb dieser Lipidstruktur sind Cholesterole eingebunden. Lipide, Fettsäuren und auch Cholesterol sind bedingt durch ihre Bestandteile und Struktur nahezu elektronendicht. Zwischen diesen Lipidschichten befindet sich eine 5 bis 17 nm dicke Wasserschicht. Diese Wasserschicht erlaubt die höchste Transmission von Strahlung innerhalb des Stratumcorneums. Bedingt durch diese Eigenschaft, verfügt die Hautoberfläche nur über ein geringes Maß an Strahlungspenetration. Vergleichen wir die geschlossene Fläche einer Corneozyte mit 30 µm und dem „“Wassereintrittsspalt“ mit nur max. 17 nm, ergibt sich ein Verhältnis von 1:1800. Das heißt von 1800 Einheiten an Strahlung kann lediglich 1 Einheit penetrieren (durchdringen). Wie breitet sich die Strahlung in der Haut aus? Wie bereits im Vorfeld erwähnt sind Corneozyten in versetzter Anordnung ausgerichtet. Am plausibelsten kann man die Strahlungsausbreitung, hier nur bezogen auf das Stratumcorneum sich als Ziegelsteinmodell vorstellen. Trifft Strahlung (Emission) auf die Hautoberfläche, breitet sich diese mäanderförmig, das heißt um die Corneozyten herum nach unten hin aus. Bedingt durch den Versatz der Corneozyten vermindert sich nicht nur die Strahlung nach unten hin, sondern sie verteilt sich je nach Schichtstärke, mehr oder minder weitläufig. Nebenstehende Grafik verdeutlicht die Verschiebung der Emission und Remission. Kapitel 2 Basiswissen Strahlung und Materie Seite 15 Zusammenfassung: Das 2. Kapitel dokumentiert, dass unsere Haut keineswegs einfach durch elektromagnetische Strahlung zu durchdringen ist. Diesen Umstand versucht man fast ausnahmslos durch hohe Emissionen zu entgegnen. Bei jeder Behandlung ist das Ziel eine richtige Dosis an Strahlung an exponierten Stellen zu platzieren, nur dann ist ein Erfolg gewährleistet. Der Grundsatz “Viel hilft viel“ wurde bereits im Jahr 1538 durch Paracelsus entkräftet mit den Worten “Allein die Dosis macht das Gift“, auf der Packungsbeilage von Aspirin steht ja auch nicht “nehmen Sie so viele Tabletten bis die Kopfschmerzen abklingen“. Zur Verdeutlichung bietet sich auch hier wieder der Vergleich mit dem Wasser an. Anforderung: Mittig in einem Garten, zwischen zierliche Blumen (die sehr schnell überwässern) soll ein gewöhnlicher Eimer mit einem Fassungsvermögen von 20 Litern mit Wasser gefüllt werden. Der eine Mitstreiter tritt mit eine gewöhnlichen Wasserschlauch mit regulierbarer Spritzdüse an, der Andere mit einem kompletten Löschzug der freiwilligen Feuerwehr. Wer dürfte hier den besten Erfolg mit geringstem Schaden erzielen? Kapitel 2 Basiswissen Strahlung und Materie Seite 16 Warum Strahlung unterschiedlich wirkt Im Kapitel 2 wurde die Penetration (Transmission) von Strahlung oberflächlich umschrieben. Wie welche Strahlung in Materie eindringt basiert allerdings auf festen physikalischen Grundsätzen. Diese Grundsätze beruhen stets auf folgenden 2 Parametern, bzw. dem Verhältnis zueinander: Die Wellenlänge der Strahlung Die Kantenlänge des Objektes / Materie In unserem Fall setzen sich beide Parameter aus einer Vielzahl zusammen. Die Strahlung besteht aus einem Spektrum von mehreren hundert Wellenlängen und die Haut besteht aus einer unendlichen Vielzahl unterschiedlicher Objekte. Die Streuung (Refraktion / Reflektion) durch Materie Die vorbenannten Grundsätze bilden die Grundlage zur Bestimmung einer Refraktion von Strahlung durch Materie. Die Refraktion wird fälschlicherweise häufig auf die direkte Reflektion reduziert, dies umschreibt allerdings lediglich “Eintrittswinkel = Austrittswinkel“. Im praktischen Spiegelbild: Alltag kennen wir dies aus dem Licht trifft auf ein Objekt wird dort reflektiert Licht trifft dann auf einen Spiegel und wird dort wieder reflektiert Licht trifft auf unser Auge und wir nehmen das Spiegelbild war Im Bezug einer Hautbehandlung mittels Strahlung trifft diese, direkte Reflektion nicht zu. Die Strahlung trifft weder auf eine gerade und ebene Oberfläche, noch wird sie oberflächlich reflektiert. Wie in Kapitel 2 umschrieben sind im Bezug einer Hautbehandlung mittels Strahlung stets folgende 3 Strahlungsausbreitungen zu berücksichtigen: Refraktion (Reflektion, Verformung und Streuung der Strahlung) Transmission (Durchdringung der Strahlung) Absorption (Aufnahme der Strahlung) Im Bezug Materie der menschlichen Haut sollte man stets berücksichtigen das keine dieser 3 Strahlungsausbreitungen im einzelnen auftritt. Bei jeder Refraktion entsteht auch Transmission und Absorption. Bei jeder Transmission entsteht auch Refraktion und Absorption. Bei jeder Absorption entsteht auch Refraktion und Transmission. Die Grundlage der Strahlungsausbreitung ähnlich einer Nadel die man in die Haut steckt existiert nicht! Kapitel 3 Basiswissen Strahlung und Haut Seite 17 Die Gesetzmäßigkeit der Streuung Grundlegend wird unter 2 Arten der Streuung durch Materie unterschieden: Rayleigh – Streuung Mie - Streuung Rayleigh - Streuung Als Rayleigh – Streuung bezeichnet man eine radiale Streuung, die Strahlung breitet sich gleichmäßig in einem Radius von 360° aus. Das heißt: der Anteil der eindringenden Strahlung (Svor) = dem Anteil der reflektierten Strahlung (Srück). Grundlage einer Rayleigh – Streuung ist: Die Kantenlänge (Durchmesser Oberfläche) des Objektes auf das die Strahlung trifft ist mindestens 10-mal kleiner als die Wellenlänge der Strahlung. Mie - Streuung Im Bezug komplexer Zellstrukturen der menschlichen Haut ist stets von einer Mie – Streuung auszugehen. Bei einer Mie – Streuung dominiert stets die reflektierende Streuung, sie nimmt mit der Objektgröße zu. Praktisch ausgedrückt je größer das Objekt, desto höher die reflektierende Streuung. Beispiel: Ist die Objektgröße 4-mal kleiner als Wellenlänge so beträgt das Verhältnis eindringenden Strahlung 1:2,5. Das heißt von auftreffenden Strahlung dringen nur rund 28,5% rund 71,5% werden reflektiert. die der der ein, Beispiel: Ist die Objektgröße 5-mal größer als die Wellenlänge der Strahlung so beträgt das Verhältnis der eindringenden Strahlung 1:2000. Das heißt von der auftreffenden Strahlung dringen nur rund 0,005% ein, 99,995% werden reflektiert. Wie in Kapitel 2 erwähnt besteht die Hautoberfläche, auf welche nun mal die Strahlung appliziert wird aus Corneozyten. Die Kantenlänge der Corneozyten ist mit rund 30 µm zu beziffern, die höchste Wellenlänge einer Behandlung mit rund 690 nm. Somit ist eine Corneozyte (Objekt) mehr als 43 mal größer als die Wellenlänge. Dies erklärt auch im Detail warum sich mäanderförmig um die Corneozyten ausbreitet. Kapitel 3 Strahlung Basiswissen Strahlung und Haut Seite 18 Wellenlänge der Strahlung und Penetration Bedingt durch die Grundlagen der Streuung lässt sich die Penetration von Strahlung anhand der Wellenlänge klassifizieren. Bis auf einzelne Ausnahmen gilt: Je größer die Wellenlänge desto Penetration (Eindringtiefe) höher die Hierbei ist allerdings stets zu berücksichtigen das die Eindringtiefe in absoluter Abhängigkeit mit Schichtdicken der jeweiligen Hautschicht steht. Gerade im Bezug der äußersten Hautschicht, der Epidermis. Eine der wichtigsten Grundfunktion bildet hier der Schutz vor Strahlung, sei es UV-Strahlung, sichtbares Licht oder Infrarotstrahlung (Wärme). So kommt es beispielsweise durch eine Besonnung zu einer verkürzten Lebensdauer der Keratinozyten (lebende Zellen innerhalb der Epidermis). Bedingt durch die verkürzte Lebensdauer wird eine Verdickung innerhalb der Keratinozyten – Differenzierung (epidermale Schicht in der vormals lebende Keratinozyten zu physisch inaktiven Corneozyten abgebaut werden) hervorgerufen. Gerade diese Schicht ist spezialisiert Strahlung zu refraktieren, das heißt die Strahlung wird hier sehr stark gestreut. Bei einer praktischen Behandlung bedeutet dies, desto dicker die Epidermis, desto weniger Strahlung dringt ein. Diesen Umstand versucht man fälschlicherweise durch höhere Emissionen (stärkere Strahlung) auszugleichen. Höhere Strahlungsstärken sind keineswegs mit einer höheren Eindringtiefe gleichzusetzen. Interferenz Als Interferenz bezeichnet man ein physikalisches Phänomen wenn 2 Strahlung mit identischer Wellenlänge aufeinandertreffen. Es gibt unterschiedliche Arten der Interferenz, im Bezug einer kosmetischen Behandlung mittels Strahlung kommt es zu einer Verformung der Wellenlänge. Im praktischen Sinne wird sichtbares Licht in Wärme gewandelt, das heißt die oberflächliche Wärme nimmt zu es dringt weniger Strahlung ein. Die Strahlungsdosis ist stets so zu wählen, dass eine Interferenz vermieden wird, hohe Leistung ist lediglich ein Garant für Schädigung, keineswegs eine Lösung für größere Eindringtiefen. Kapitel 3 Basiswissen Strahlung und Haut Seite 19 Absorption Häufig wird der Einsatz von unterschiedlichen Filtern mit dem jeweiligen Absorptionskoeffizienten der zu erreichenden Materie argumentiert. Der Absorptionskoeffizient umschreibt wie viel Strahlung der jeweiligen Wellenlänge von der Materie absorbiert wird. Im Bezug von IPL – Behandlungen stützt man sich maßgeblich auf die Chromophore Melanin und Hämoglobin. Grundlegend sollte aber hierbei berücksichtigt werden: Vor der Absorption kommt die Penetration, oder einfach ausgedrückt erreicht die Strahlung nicht das Chromophor gibt es nichts zu absorbieren! Nebenstehende Grafik verdeutlicht das Melanin zur kürzeren Wellenlänge hin mehr Strahlung absorbiert. Würde man beispielsweise einen 480 nm – Filter zum Einsatz bringen würde dies nicht den gewünschten erfolgt bringen, da die Penetration der Strahlung zu gering ist. Im praktischen Sinne ist der Verlust bei 480 nm viel höher als bei 640 nm das heißt das Melanin absorbiert zwar mehr von der 480 nm Strahlung, aber es kommt auch viel weniger dort an. Des Weiteren gilt es zwischen den Chromphoren zu unterscheiden. Melanin ist zwar in aller Munde aber das Melanin alleine macht noch keine Farbe. Infolge von UV-Expositionen synthetisiert (wandelt) die Melanozyte (Spezialzelle im Sockel der Epidermis) die Aminosäure (Eiweißbaustein) Tyrosin in Melaningranula. Dieses rund 7-14 nm große Melaningranula wird über die Dentriden (fingerförmige Ausstülpungen der Melanozyte) zu den Keratinozyten (lebende Hautzellen innerhalb der Epidermis) befördert. Bedingt durch UV-Strahlung oxydiert das dort eingelagerte Melaningranula, einzelne Melaningranula verschmelzen zu komplexen Gebilden, den Melanosomen. Diese Melansomen bilden sich kappenförmig um den Zellkern der Keratinozyte aus. Trifft nun UV-Strahlung auf die Keratinozyte wird diese vom Melanosom absorbiert, das heißt die UV-Strahlung dringt nicht zum Zellkern vor um dort eine Schädigung der DNA hervorzurufen. Es gibt 3 Arten von Melanosomen: Pheomelanosom rote und gelbe Tongebung DHICA - Eumelanosom braune Tongebung DHI - Eumelanosom schwarze Tongebung Es gibt 2 Arten von Hämoglobin: Des – Oxyhämoglobin (venöses Blut) Oxyhämoglobin (arterielles Blut) Bereits die sichtbare, unterschiedliche unterschiedliche Größe und Konsistenz. Kapitel 3 visuelle Erscheinung Basiswissen Strahlung und Haut dieser Chromophore bestätigt die Seite 20 Die Melanosomen Das Pheomelanosom ist mit einer Größe von 300 bis 500 nm das kleinste Melanosom, auch im Bezug Dichte (Konsistenz / Anteil an Melanin) ist es als geringer zu bewerten als die Eumelanosomen. Hierin begründet sich auch das der keltische Hauttyp (rote bis hellblonde Haare, grüne Augen, helle Haut,..) nur schwerlich Bräune aufbaut und sehr schnell durch UV-Strahlung verbrennt. Das DHICA - Eumelanosom bildet bei asiatischen und europäischen Rassen den größten Anteil. Das DHICA Eumelanosom erreicht je nach Ausbildung eine Größe zwischen 400 bis 700 nm. Es verfügt über eine wesentlich höhere Dichte als das Pheomelanosom. Das DHICA - Eumelanosom ist massgeblich für die optische Bräune. Das DHI – Eumelanosom zeichnet für die eine schwarze Tongebung. Das DHI – Eumelanosom erreicht eine Größe zwischen 650 bis 820 nm. Es verfügt über die höchste Dichte. Grundlegend gilt: deshalb: somit: je größer und dichter das Melanosom desto höher die Absorption je dunkler die Haut oder das Haar desto größer die Melanosomen je größer das Melanosom desto größer die Wärme Das Hämoglobin Beim Hämoglobin ist der Name Programm. Das Hämoglobin ist ein eisenbasierender (deshalb Häm) runder (deshalb globin) Sauerstofftransporteur. Das Oxyhämoglobin wird über Kapillare (kleinste Blutgefäße) zu den Lungenbläschen geschleust um dort Sauerstoff aufzunehmen. Das mit Sauerstoff versetzte Hämoglobin wird über Arterien zu den Organen, Muskulatur, usw. transportiert. Der dort benötigte Sauerstoff wird dem Oxyhämoglobin entzogen und der “verbrannte“ Sauerstoff (Kohlendioxid) wiederum im Hämoglobin gebunden (Desoxyhämoglobin). Dieses Desoxyhämoglobin wird über Venen zurück zur Lunge befördert, wo es wiederum über Kapillare zu den Lungenbläschen geschleust wird. Dort wird dem Desoxyhämoglobin das Kohlendioxid entzogen und erneut mit Sauerstoff versetzt (Oxyhämoglobin). Bedingt durch den niedrigeren Sauerstoffanteil erscheint venöses Blut (Desoxyhämoglobin) dunkler als arterielles Blut (Oxyhämoglobin). Allein die optische Erscheinung dokumentiert bereits das unterschiedliche Verhalten dieser 2 Hämoglobinarten. Desoxyhämoglobin ist dunkler da es mehr sichtbares Licht absorbiert, in der Praxis bedeutet dies das Behandlungen in Verbindung mit Desoxyhämoglobin wirkungsvoller sind. Wahl des Fiters Die Wahl des Filters ist von zweierlei Faktoren abhängig: Penetrationstiefe der Strahlung (Lokalisation des Chromophors) Absorptionskoeffizienz des Zielchromophors (Aufnahmefähigkeit der penetrierten Strahlung) Eine Generalisierung der häufig gemachten Aussagen im Bezug der Filterwahl (640 nm für Haarentfernung) ist nicht möglich, da dies in direkter Abhängigkeit / Tagesform der individuellen Haut steht. Erreicht die Strahlung das Chromophor nicht, oder nicht in ausreichender Menge, bleibt das gewünschte Resultat aus. Kapitel 3 Basiswissen Strahlung und Haut Seite 21 IPL - Pulsparameter Die Pulsparameter sind entscheidend für Erfolg oder Misserfolg einer Behandlung. Der während einer IPL – Behandlung abgegeben Lichtblitz setzt sich aus den hier vorgegebenen Blitzsequenzen zusammen. Das heißt jeder Blitz setzt sich aus mehreren Blitzen und Pausen zwischen den Blitzen zusammen. Werden Pulszeiten zu lange gewählt und Pulspausen zu kurz kommt es zur Schädigung, bis hin zur Verbrennung der Haut. Werden die Pulszeiten zu kurz gewählt und Pulspausen zu lang, bleibt der notwendige, photothermale Effekt aus, das heißt das versprochene Resultat bleibt aus. Die einzustellenden Pulsparameter beziehen sich stets auf ein Zeitfenster in Millisekunden. Ähnlich wie bei der Filterwahl nur wesentlich detailierter gilt es die notwendigen Pulsparameter den individuellen dermalen Begebenheiten und Behandlungszielen anzupassen. Primärpuls und Primärpause Der Primärpuls ist der erste Puls der während eines IPL-Blitzes abgegeben wird. Je nach Behandlung ist dieser sehr maßgeblich für die weitere Abfolge. Wird dieser zu lange gewählt tritt entweder eine direkte Schädigung oder eine Schädigung in Folge der kumulierten Pulse (durch sekundär und sequentielle Pulse) der Haut auf. Die primäre Pulspause ist so zu wählen, dass eine Schädigung der Haut vermieden wird. Im praktischen Sinne kann man die Primärpause auch als Abkühlungsphase verstehen. Beispielsweise bei einer Haarentfernung sollte die Pulspause gerade so lange gewählt werden bis die Photothermolyse innerhalb epidermaler Melanosomen sowie die Wärmeausbreitung (Verteilung) abgeschlossen ist. Wird die Pause zu lange gewählt kühlen die follikularen Strukturen ab, es wird keine ausreichende Temperatur erzeugt. Kapitel 4 Strahlung und Haut Seite 22 Sekundärpuls, Sekundärpause und sequentieller Puls Der Sekundärpuls ist nicht minderentscheidend als der Primärpuls. Er ist oft maßgeblich (je nach Behandlung) zur Erreichung des benötigten thermalen Effektes. Er erlaubt ein gezieltes Temperaturniveau in der Zielstruktur zu erreichen. Die Sekundärpause ist gleichwohl auch die Pause der sequentiellen Pulse. Die Sekundärpause ist entscheidender als die Primärpause. Wird sie zu kurz gewählt kann es zu Verbrennungen führen, da je nach eingestellter Pulszahl mehrere sequentielle Pulse mit exakt dieser Sekundärpause erfolgen. Der sequentielle Puls ist der je nach Pulsanzahl wiederholende Puls. Der sequentielle Puls verwendet die Sekundärpause. Ladeintervall Der Ladeintervall steht bezeichnend für die Blitzabfolge in Sekunden. Je nach Einstellung erfolgt ein IPL-Blitz pro 1 Sekunde, pro 2 Sekunden, pro 3 Sekunden. An dieser Stelle sei erwähnt DAS MACHT DURCHAUS SINN! Infolge einer Behandlung kann es notwendig sein mehr Ultraschallimpulse als IPLImpulse zu benötigen, in diesem Fall passt man den Ladeintervall entsprechend an. Praktisches Beispiel: Verwendet man einen Ladeintervall von 2 (es wird alle 2 Sekunden ein IPL – Blitz abgegeben) erhält die doppelte Haut Ultraschalldosis als bei einem Ladeintervall von 1 Sekunde. Pulszahl Die Pulszahl gibt die Gesamtzahl der in einem IPL-Blitz enthaltenen Pulse vor. Grundlegend gilt hier, je größer epidermale Melansomen, desto höher die Pulszahl. Dies ermöglicht die Gesamtdosis (Pulsdauer aller Pulse) auf mehreren Pulsen zu verteilen um somit die einzelne Pulsdauer zu reduzieren. Vereinfachtes Beispiel: Benötigt man eine Gesamtpulsdauer von 40 Millisekunden bedeutet dies bei einer Pulszahl von 4 Pulsen eine Dauer von 10 Millisekunden pro Puls, bei 5 Pulsen eine Dauer von 8 Millisekunden pro Puls. Achtung dies ist nur ein vereinfachtes Beispiel, bitte nicht als verwertbare Pulsparameter heranziehen. Kapitel 4 Basiswissen Strahlung und Haut Seite 23 Ultraschallintervall Der Ultraschallintervall bezeichnet die Dauer der Pause zwischen jedem einzelnen Ultraschall. Im Vergleich zum sichtbaren Licht dringt Ultraschall sehr tief in den Körper ein. Auch ist hier durch eine höher Leistung eine höhere Penetration (Eindringtiefe) erreichbar (siehe hierzu Ultraschall). Zunächst möchte hier der Verdacht entstehen, diese Einstellung würde keinen tieferen Sinn beinhalten; “nach dem Motto Viel hilft viel oder einfach den kürzesten Intervall einstellen und Alles wird gut“. Die Dauer des Ultraschalintervalls erlaubt eine Eingrenzung der Wirktiefe einer Ultraschallbehandlung. Ultraschall Der im DERMAX – Wave zum Einsatz gebrachte Ultraschall verwendet eine Frequenz von 6 Megahertz. Wie in Kapitel 1 umschrieben entspricht dies 6.000.000 Schwingungen pro Sekunde. Rechnet man die Frequenz von 6 Megahertz in Wellenlänge um ergibt sich eine Wellenlänge von 49,965 Meter. Bringt man hier nun wieder die Gesetzmäßigkeit der Streuung von Strahlung zum Einsatz erkennt man das die Kombination Corneozyte behandelt mit 6 Megahertz – Ultraschall die Grundlage eines Mie – Streuers erfüllt. Wellenlänge : Objekt = Streuverhältnis 49,965 Meter : 0,00003 (30 µm) = 1.665.500 Das heißt die Wellenlänge des 6 Megahertz – Ultraschalls ist 1.665.500 mal größer als die Kantenlänge (Durchmesser Oberfläche) als eine Corneozyte, es dringt genauso viel Strahlung ein wie reflektiert wird. Dies hat zur Folge dass man durch höhere Strahlungsstärken tiefer in Gewebsschichten vordringen kann. Dies wirft allerdings auch ein Problem auf, möchte man beispielsweise eine Haarentfernung mit einer Kombination von IPL und Ultraschall herbeiführen sollte die Eindringtiefe des Ultraschalls entsprechend reduziert werden. Reduziert man die Leistung des Ultraschall in das notwendige Niveau, -- sodass er nur noch bis zum Subkutanen Gewebe vordringen – reicht diese Leistung allerdings nicht mehr aus um über die Transferbrücke Haut einzudringen. Um dennoch eine notwendige Ultraschallwirkung in oberflächlichen Regionen zu erreichen bedient man sich dem Ultraschall-Intervall. Zunächst gilt es hierbei zu berücksichtigen, im Vergleich zum Licht breitet sich Ultraschall mit 346 Meter pro Sekunde sehr langsam aus. Reduziert man einmal den Ultraschall nur auf Schall wie z.B. eine menschliche Stimme die in eine Bergwand ruft und ein Echo erzeugt wird dies etwas verständlicher. Würde man hierbei zeitlich exakt abgestimmt einen zweiten Ruf erzeugen indem das Echo auf den Berg auftrifft würden sich beide das Echo und der zweite Ruf in der Mitte treffen. Genau an diesem Punkt, in der Mitte entsteht dann die höchste Schallleistung. Aber zurück zum Ultraschall bedeutet dies, je höher der Ultraschall – Intervall desto niedriger die Wirkebene (der Schall hat mehr Zeit um wieder an die Oberfläche zu gelangen), bzw. umgekehrt desto kürzer der Ultraschall – Intervall desto tiefer die Wirkebene(der Schall hat weniger Zeit um wieder an die Oberfläche zu gelangen). Kapitel 4 Basiswissen Strahlung und Haut Seite 24 Behandlungsablauf Grundlagen: Vor der Behandlung: Praktische Ausführung: Die Haut hat frei von dekorativer Kosmetik zu sein. Auf das zu behandelnde Areal ist stets Ultraschallgel aufzutragen Schmuck und Piercing ist vor der Behandlung zu entfernen Die Haut darf keine offen Stellen vorweisen Der Behandlungskopf ist stets vor jeder Behandlung zu reinigen und zu desinfizieren Während einer IPL - Behandlung haben sämtliche im Behandlungsraum befindlichen Personen eine entsprechende Schutzbrille zu tragen Das zu behandelnde Areal darf nicht tätowiert sein Die zu behandelnde Person muss volljährig sein Keine Besonnung unmittelbar vor oder nach der Behandlung Keine Behandlung Erythem – belasteter Haut Keine Behandlung durch minderjährige Personen Der Behandlungskopf ist kontinuierlich über das zu behandelnde Areal zu bewegen Die Behandlungsgeschwindigkeit sollte mit rund 15 bis 20 mm pro Sekunde ausgeführt werden Eine punktuelle Behandlung sollte nur in Ausnahmefällen erfolgen Der Auslöser am Handbedienteil ist kontinuierlich gedrückt zu halten Es muss sich stets nach dem Wohlbefinden der zu behandelnden Person erkundigt werden Beim Auftreten von Schmerzen oder Hitze sind die Einstellungen zu überprüfen, gegebenenfalls die Kühlung entsprechend anzupassen Problemlösung: Während einer Behandlung kann es zu widrigen Begebenheiten kommen, diesen ist wie folgt zu entgegnen: Zu Große Wärme: Die Haut ist ein lebendes Medium und eine Referenz für das größte Organ gibt es nicht. Zum Einen verfügt die Haut über unterschiedliche Schichtdicken und zum Anderen über stark differierende Anteile von Tastkörpern, Anhangsgebilden, Drüsenfortsätzen, Synapsen,usw.. Dies kann zur Folge haben das beim Erreichen eines bestimmten Areals das Wärmeempfinden zunimmt. Hier empfiehlt sich folgende Vorgehensweise Reduzieren Sie die IPL Einstellung um rund 10% Erhöhen Sie die Pulspausen um rund 10% Reduzieren Sie die Pulsdauer um rund 10% Ultraschall - Bizzeln: Kapitel 5 Häufig wird Ultraschall als nicht spürbare Energie definiert, dem ist aber nicht so. Trifft Ultraschall beispielsweise auf Knochen wird dieser im nahezu vollen Umfang reflektiert. Besonders im Bereich der Beckenknochen, der Stirn, oder vergleichbaren Stellen, wo Knochen sich relativ dicht unter Hautoberfläche befinden kann dies auftreten, reduzieren Sie hier den Ultraschall um rund 30%. IPL / eLight Behandlungen Seite 25 Haarentfernung Grundsätzlich sollte man jede zu behandelnde Person auf die praktischen Umstände einer dauerhaften Haarentfernung hinweisen. Die Haut verfügt über weitaus mehr Follikel als Haare, nur ein Bruchteil der Follikel verfügt zum akuten Zeitpunkt über ein Haar. Beispielsweise verfügt die Stirn über die meisten Follikel, sogar deutlich mehr als die Kopfhaut aber dennoch sind dort nur vereinzelt Haare. Die Lebensphase telogener Haare ist weiterhin von der jeweiligen Körperregion abhängig und schwankt zwischen 2 Monaten bis 7 Jahren. Haarzyklus Das Haarfollikel ist als eine lebenslang, zyklisch auf- und abbauende Faserfabrik zu verstehen. Die zyklischen Wachstumsphasen begrenzen sowohl die Lebensdauer des Haares, als auch das Längenwachstum. Der Haarbulbus tritt nach einem streng regulierten Schema in das Katagen als Zwischenschritt ein, um anschließend das ruhende Telogenhaar zu formen. Wie dieser Ablauf reguliert wird, ist äußerst komplex und nicht in allen Details bekannt. Eine Übersicht über unser bisheriges Wissen würde den Rahmen dieses Kapitels sprengen. Wichtig ist, dass an der Kopfhaut das Anagenstadium mehrere Jahre, das Katagen wenige Wochen und das Telogen mehrere Monate dauert. Daraus resultiert, dass im histologischen Schnitt hauptsächlich Anagenfollikel und nur vereinzelte Telogenhaare zu sehen sind. Eine besondere Herausforderung in der Haarforschung ist es, die molekularen Signale, die den Transit zwischen diesen Stadien dirigieren, zu bestimmen. Zusammenfassend sind eine Vielzahl von Wachstumsfaktoren und deren Rezeptoren kritisch für einen regelrechten Haarzyklus, doch kein einzelner Wachstumsfaktor scheint diesen Prozess allein zu bestimmen, denn nur das Zusammenspiel vieler Faktoren reguliert das Haarwachstum. Anagen Nach funktionellen morphologischen Kriterien lässt sich das Anagen in sechs Einzelphasen unterteilen. Der neue Haarzyklus beginnt bereits, wenn noch ein altes Telogenhaar im Haarkanal steckt. Zunächst ist eine erhöhte Proliferation der epithelialen Stammzellen in der Wulstregion festzustellen, in der Folge wächst das neue Haar entlang der mesenchymalen Wurzelscheide in die Tiefe und umfasst dabei die dermale Haarpapille. Nach einer Reihe von Zwischenstadien erreicht der Haarschaft im Anagen V die Hautoberfläche und im Anagen VI hat der Haarschaft seine volle Länge. Zu Beginn des Anagenstadiums rekapituliert der Haarfollikel Mechanismen, die schon in seiner Entwicklung eine besondere Bedeutung haben. Besonders wichtige Faktoren sind z. B. IGF-l und FGF-7, da beide von der Haarpapille produziert werden und gezeigt werden konnte, dass Mäuse, denen IGF-l fehlt, nur spärlich entwickelte Haarfollikel aufweisen, während bei Mäusen ohne FGF-7 eine gestörte Haarfollikelmorphogenese vorliegt. Kapitel 5 IPL / eLight Behandlungen Seite 26 Katagen Während des Katagens durchleben die Haarfollikel einen kontrollierten Prozess der Rückbildung, der insbesondere durch programmierten Zelltod gekennzeichnet ist. Eines der ersten Zeichen des beginnenden Katagens ist die Retraktion der melanozytären Dendriten. Danach sistiert die Melanogenese und die mitotische Aktivität der Matrixkeratinozyten. Erst in der Folge verändern sich die Differenzierungsvorgänge der epithelialen Wurzelscheide, wodurch der Bulbus an seinem proximalen Ende zunehmend an Dicke verliert. Die Haarpapille verschmälert sich und gibt ihre Zellen frei. Die Glashaut wird deutlich breiter und umhÜllt die Reste undifferenzierter Matrixzellen sowie die nun freiliegenden Zellen der dermalen Haarpapille. Der Haarfollikel schrumpft auf etwa 1/3 seiner ursprünglichen Länge und die Keratinozyten der äußeren Wurzelscheide umschließen den von den Matrixzellen gebildeten Kolben. Das Haar tritt in die Ruhephase, das Telogen. Telogen Während der Telogenphase reift der Haarschaft zu einem Kolbenhaar heran. Dieses wird nach einer gewissen Zeit, meistens beim Kämmen oder Waschen, abgestoßen. Es ist nicht eindeutig erwiesen, ob das Abstoßen ein aktiver, regulierter Prozess, oder ein passives Geschehen ist. Die meisten Menschen verlieren 50-150 Kopfhaare täglich. Die Telogenphase dauert typischerweise 2-3 Monate. Während des Telogens steigt der Haarkolben unter Hinterlassung eines feinen Bindegewebestrangs (angiofibrotischer Strang) entlang Resten der mesenchymalen Wurzelscheide bis in Höhe des Wulstes auf und wird nach wenigen Monaten als Kolbenhaar abgestoßen. Die follikeltypischen Strukturen wie Matrix, Wurzelscheiden und Kutikula fehlen dem Telogenhaar. Unterhalb des Telogenhaars finden sich noch unreife, basaloide Epithelsäulen, die sog. germinativen Einheiten, sowie eine kompakte dermale Haarpapille. Der Anteil der Telogenfollikel variiert erheblich je nach Körperregion (d.h. 5-15 % der Kopfhautfollikel befinden sich zu einem gegebenen Zeitpunkt im Telogen, verglichen mit 40-50% der Follikel am Rumpf). Kapitel 5 IPL / eLight Behandlungen Seite 27 Grundlage der Haarentfernung Im Vergleich zu üblichen Systemen basiert die DERMAX – Behandlung auf einem wohldosierten Behandlungsverfahren. Wie bereits in der Einführung Physik und Dermatologie erwähnt, besteht die Kunst der Hautbehandlung mittels elektromagnetischer Strahlung in der Penetration, im Detail wie und welche Strahlung eindringt und vor allem wirkt. Da das zu behandelnde Medium, gemeint ist hier die Papille sich in taschenähnlichen Fortsätzen der Epidermis befindet, welche bis zum Sockel der Dermis reichen ist hier eine gute Dosierung unumgänglich. Die Grundlage der Haarentfernung beruht auf einer Strahlungsabsorption durch Melanosomen, bzw. die dadurch hervorgerufene Wärme (Spinumkehr) während der Absorption (Photothermolyse). Die Epidermis besteht hauptsächlich aus Keratinozyten, welche alle über Melanosomen verfügen und dementsprechend auch durch die, während der Behandlung applizierte Strahlung beeinflusst werden. Oftmals gilt bei üblichen Haarentfernungen der Grundsatz “Viel hilft viel“, aber genau das Gegenteil ist hier der Fall, unbeteiligte Keratinozyten werden geschädigt, es entstehen Lichtdermatosen. Nebenbei sollte man sich hierzu nochmals in Erinnerung rufen: Der Großteil der auf die Haut applizierten Strahlung wird reflektiert, diese reflektierte Strahlung trifft auf die nächste Strahlung, es entsteht Interferenz mit dem Resultat einer oberflächlichen Wärme. Die zu behandelnde Person möchte ein attraktiveres Hautbild haben, Hautrübungen und Altershaut gelten keineswegs als Schönheitsideale. Der Grundsatz “Wer schön sein will muss leiden ist mit DERMAX – Behandlungsgrundsätzen nicht zu vereinbaren“ Im praktischen Sinne kann man sich die Strahlung als Wasser vorstellen, man versucht ein 0,2 Liter Glas mit Wasser zu füllen, die Einstellung der Leistung (IPL-Joule) entspricht dem Wasserdruck. Mit Hilfe des Wasser ist die eine plastische Vorstellung relativ einfach, bei 0,2 Liter Wasser ist das Glas voll, läuft das Glas über oder verliert man etwas von dem Wasser entspricht dies einer Schädigung der Haut. Würden Sie sich nun für einen schwächeren Wasserdruck, ähnlich einer Zapfanlage oder einen für einen hohen Wasserdruck, z.B. dem eines Feuerwehrschlauchs entscheiden? Kapitel 5 IPL / eLight Behandlungen Seite 28 Couperose (Teleangiektasien) Teleangiektasien sind dauerhaft erweiterte kleinste Venolen, die einzeln oder in mehr flächenhafter Anordnung auftreten können. Die primären oder essentiellen Teleangiektasien lassen keine Entstehungsursache erkennen. Eine familiäre Häufung ist bekannt. Sonderformen der essentiellen Teleangiektasien sind die progressiven essenziellen disseminierten Teleangiektasien, die sich zunehmend an den Extremitäten, am Stamm und im Gesicht entwickeln, sowie das unilaterale nävoide TeleangiektasieSyndrom (UNTS), bei welchem im jugendlichen Alter streng unilateral Teleangiektasien auftreten, die auf hormonelle Störungen zurückgeführt werden. Für die sekundären oder symptomatischen Teleangiektasien sind zahlreiche Ursachen bekannt, zu nennen sind chronische Licht- und Wetterexposition, chronische Strahlenschäden der Haut, Hauterkrankungen wie Rosazea, chronisch-venöse Insuffizienz, Lupus erythematodes, Sklerodermie, CREST-Syndrom, Acrodermatitis chronica atrophicans, topische Anwendung von Glukokortikosteroiden, Alkohol, Traumen und Genodermatosen wie Louis-Bar-Syndrom und Bloom-Syndrom. Besenreisser Besenreiser (in der Fachsprache der Inneren Medizin als spezielle Unterform der Varikose definiert) sind kleine modifizierte, direkt unter der Hautoberfläche liegende und in das subkutane Fettgewebe reichende, sichtbare netz- oder fächerförmige Venen. Sie werden häufig auch fälschlich Besenreißer geschrieben, wodurch eine scheinbare Verwandtschaft zum Verb „reißen“ vorgetäuscht wird. Tatsächlich kommt der zweite Wortbestandteil aus der Botanik, wo Reiser soviel wie Zweig bedeutet (s. a. Reisig). Aufgrund der äußerlichen Ähnlichkeit der Äderchen zu den dünnen Reisigästchen, die bis ins vergangene Jahrhundert hinein zu (Kehr-)Besen verarbeitet worden waren, kamen die Besenreiser zu ihrem Namen. Sie treten hauptsächlich an den Beinen auf und entstehen, wenn tiefer liegende Venenklappen undicht werden und den normgerechten Abstrom des Blutes Richtung Herzen unterlassen. Durch permanent erhöhten Druck in den feineren Äderchen büßen diese im Laufe der Zeit ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Elastizität ein. Die Venen weiten sich und werden als rot-bläuliche geschlängelte Gefäßstrukturen sichtbar. Obwohl Besenreiser ohne Beteiligung des übrigen Beinvenensystems für sich keine Krankheit im medizinischen Sinne sind, stellen sie für viele Menschen ein bedeutsames kosmetisches Problem dar. Bedingt durch die hohen Varianzen, Größe, Durchmesser, Areal, Anzahl, Verzweigung, usw. bedarf es häufig mehrerer Behandlungen. Letztendlich sind Gefäße einem mit Flüssigkeit gefülltem Rohr gleichzusetzen. Umso höher der Durchmesser umso mehr Wärme benötigt man um die Flüssigkeit zu erwärmen. Zurück bei den Besenreisern erkennt man hier dass zwar das benötigte Chromophor (Hämoglobin) vorliegt, jedoch liegt über diesem Hämoglobin stets die oberste Hautschicht die Epidermis. Wie bereits in den vorherigen Kapiteln erwähnt befindet sich innerhalb der Epidermis ein weiteres Chromophor, die Melanosomen. Würde man nun die zur Behandlung der Besenreiser notwendige Energie auf die Haut applizieren, würden die Melanosomen, bzw. die daraus resultierende Photothermolyse eine Schädigung innerhalb dermaler Zellstrukturen hervorrufen. Bei der Behandlung von Besenreisern ist es deshalb notwendig diesen Umstand zu berücksichtigen. Die zum Einsatz gebrachte Dosis darf die Absorptionsschwelle der Melanosomen nicht überschreiten. Kleine Besenreiser (Durchmesser < 2 mm) sind meist mit 1 bis 2 Behandlungen nahezu eliminiert, bei größeren Besenreisern erfolgt zunächst eine Aufhellung und in folgenden Sitzungen reduziert sich größe und Ausbreitung. Kapitel 5 IPL / eLight Behandlungen Seite 29 Altersflecken Altersflecken sind Pigmentstörungen der Haut. Sie entstehen durch vermehrte, chronische Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung, z. B. Sonnenlicht. Dabei kommt es zu lokalen, scharf begrenzten hellbraunen Fleckbildungen ("Makulae") mit Vermehrung der melaninproduzierenden Melanozyten, überwiegend im Bereich der Handrücken, Unterarme und Gesichtshaut. Bei den Flecken handelt es sich konkret um Anhäufungen des bräunlich-wachsartigen Pigments Lipofuscin (auch Alters- oder Abnutzungspigment), welches als Endprodukt aus der Oxidation von ungesättigten Fettsäuren der Zellmembranen entsteht. Die Lysosomen sind nicht mehr imstande, den Stoff völlig abzubauen. So bleibt er als Fleck zurück. Bedingt durch seine Farbgebung (braune Tongebung) wird er häufig, alleinig dem DHICA – Melansom zugeordnet, wobei es sich hierbei um eine Cholesterin - / Aminosäure - Verbindung handelt. Dementsprechend ist eine direkte Ableitung aus dem DHICA - Melanosom nicht gegeben. Ziel einer DERMAX – Behandlung ist es hierbei diese Cholesterin - / Aminosäure – Verbindung (Protein – Fett – Verbindung) entsprechend aufzulösen. Ähnlich wie bei der Problemzonenbehandlung nutzen wir Wärme um die durch Fette verbundene Verbindungen aufzulösen sodass die Lysosomen einen erfolgreichen Abbau vollziehen können. Während dieser Behandlung nutzen wird sowohl die direkte Wäre aus dem Ultraschall, als auch die aus der Phototermolyse gewonnene Wärme um diesen Prozess einzuleiten. Im Zuge dieser Behandlung sollte die Haut möglichst wenig Sonnenbräune vorweisen, da die epidermalen Melanosomen im identischen Wellenspektrum absorbieren. Grundlegend erzielt man die besten Resultate bei sehr blasser Haut da hier stets die Absorption der Lysosomen dominiert (sie absorbieren stets den Hauptteil der auf die Haut applizierten Strahlung. Hautunreinheiten Hautunreinheiten entstehen hauptsächlich im Talgdrüsenfollikel. Infolge übermäßiger Verhornung (Hyperkeratose) wird der Follikelkanal des Talgdrüsenfollikels verstopft. Hornlamellen verdichten sich zu einem Pfropf, der den Ausgang des Follikelkanals vollständig verschließt. Durch eingelagertes Melanin in Verbindung mit dem Sauerstoff der Luft kann sich der Pfropf dunkel färben (oxidieren). Dadurch entstehen zunächst nichtentzündliche Komedonen (Mitesser), welche im späteren Verlauf aber auch eine Reihe entzündlicher Effloreszenzen wie Papeln, Pusteln und Knoten (Pickel) hervorbringen können. Pickel sind daher stets als entzündlicher Prozeß zu bewerten. Eine erfolgreiche DERMAX – Behandlung bedarf mehrerer Behandlungen in einer bestimmten Abfolge. Im Zuge der DERMAX - Behandlung wird zunächst die optische Erscheinung (Erhebung, Rötung, usw.) reduziert und der Follikelkanal geöffnet um weiteren Talgeinschlüssen entgegen zu wirken. Bedingt durch die erzeugte Wärme werden lyophile Verbindungen (fettbasierende Verbindungen) gelöst, es kommt zu einem schnelleren Abbau. Des Weiteren wird dem entzündlichen Prozess durch Optimierung des Des - Oxyhämoglobins entgegen gewirkt, es kommt zu einer verkürzten, zeitlichen Abheilung. Talgablagerungen sind den Komedonen (Mitesser) gleichzusetzen, sie sind von der Konsistenz her den Mitessern gleichzusetzen, lediglich die Einbindung und Oxydation des Melanins unterscheiden hierbei. Die lokale Ausprägung erfolgt meist erhaben. Bedingt durch die heller Tongebung mag man hier zunächst ein reduziertes Resultat erahnen, bedingt durch die erhabene Ausprägung sind Abtragungen aber bereits im Zuge der ersten Behandlung ersichtlich. Bedingt durch die Vielschichtigkeit von Hautunreinheiten empfiehlt sich ein Einsatz unterschiedlicher Spektren (Filter). Kapitel 5 IPL / eLight Behandlungen Seite 30 Cellulite Unser Verfahren wird häufig zur Reduzierung von Cellulitis beschrieben, aber hier sollte man zwischen Cellulitis und Problemzonenbehandlung differenzieren. Grundlegend erreicht eine Problemzonenbehandlung auch eine Reduzierung der Cellulite ABER: Cellulite (wie im Nachfolgenden beschrieben) hat seine Ursache im oberen Zellgewebebereich kombiniert in Verbindung mit verschiedener Größenausbildung der einzelnen Fettzellen. Reduziert man nun den Umfang eines Oberschenkels führt dies zwangsläufig auch zu einer reduzierten Gewebespannung! Bei einer Cellulite – Behandlung hingegen ist der Fettabbau sekundär, primär ist eine Angleichung der Hydrophylen Zellen, reduziert man den Größenunterschied reduziert man gleichermaßen die Dellenbildung der Haut. Was ist Zellulitis? Zellulitis ist eine Entzündung des Unterhautzellgewebes, meist im Gesicht von Kindern umgangssprachliche, jedoch medizinisch falsche Bezeichnung für Cellulitis oder Orangen(schalen)haut an Gesäß- und Oberschenkeln. Was ist Cellulitis? Bei der Cellulite (auch falsch Zellulite oder Orangenhaut) handelt es sich um eine Dellenbildung der Haut, die hauptsächlich im Bereich der Oberschenkel, Oberarme, Hüften und des Gesäßes auftreten kann. Sie ist bei Frauen offensichtlicher, da Männer eine andere Bindegewebsstruktur haben. Im Fall von Übergewicht kann Cellulite bereits vor dem 25. Lebensjahr auftreten, in fortgeschrittenem Alter bekommen sie 80 bis 90 Prozent aller Frauen in unterschiedlichem Ausmaß. Cellulite entsteht bei Frauen, weil ihr Fettgewebe vornehmlich unter der Haut (subkutan) liegt, andererseits die das Fettgewebe durchziehenden bindegewebigen Septen (Kollagenstränge, Retinacula cutis) als steppdeckenähnliche Unterteilung der Fettläppchen unter den zyklischen weiblichen Hormonveränderungen mal mehr oder weniger anschwellen und somit die „Steppdecke“ der Kollagenbänder sichtbar machen. Cellulite ist unter anderem hormonell (Östrogen) bedingt. Für die alternativmedizinische Behauptung, verantwortlich sei die Ansammlung diverser „Schadstoffe“ im Bindegewebe (Stichworte Übersäuerung und Verschlackung), gibt es derzeit keine wissenschaftlichen Belege. Merke: Cellulite basiert auf überdimensionalen, subkutanen (die unterste Hautschicht) Fettstrukturen! Cellulite ist keine Krankheitserscheinung, sondern eine biologisch bedingte Veränderung des Bindegewebes, die zu einem rein ästhetischen Problem werden kann. Zur Vorbeugung oder Verminderung sind zahlreiche medizinische, alternativmedizinische und kosmetische Behandlungsmethoden entwickelt worden, von denen derzeit, keine vollständig erfolgreich ist. Ultraschall - Behandlungen Seite 31 Warum gibt es so viele erfolglose Behandlungen: Cellulite zählt zu einen der offensichtlichsten Schönheitsmakel und sowohl die Kosmetikindustrie als auch Modewirtschaft treibt hier den Markt an. Die bekanntesten Cellulite – Behandlungsmethoden: Unterdruck – Behandlung (Vakuum – Röhre): In einer Röhre wird mittels Vakuum eine Art Wellenmassage ausgelöst, welche die Zellatmung anregt und den Nährstoffaustausch über die Lymphbahnen anregt. Lymphdrainage: Die Wirkungsweise der manuellen Lymphdrainage ist breit gefächert. So dient sie hauptsächlich als Ödemund Entstauungstherapie geschwollener Körperregionen, wie Körperstamm und Extremitäten (Arme und Beine). Durch kreisförmige Verschiebetechniken, welche mit leichtem Druck angewandt werden, wird die Flüssigkeit aus dem Gewebe in das Lymphgefäßsystem verschoben. Die manuelle Lymphdrainage wirkt sich überwiegend auf den Haut- und Unterhautbereich aus und soll keine Mehrdurchblutung, wie in der klassischen Massage, bewirken. Endermologie: Ist eine Bindegewebsmassage welche den Austausch von Nährstoffen über die Lymphbahnen anregen soll. Thermowickel: Sind Körperwickel mit Frischhaltefolie bedingt durch die entstehende Wärme sollen Fettzellen angeblich schmelzen. Kryotherapie: Ist eine Anwendung mit extrem niedrigen Temperaturen – bis zu minus 160 Grad C für eine kurze Zeit. Bedingt durch die schock artige Temperaturschwankung soll eine höhere Zellatmung erreicht werden. Kosmetik: Da Cellulite tiefe Hautstrukturen betrifft, kann durch Cremes, Salben und andere kosmetische Behandlungen kein Erfolg erzielt werden. Eine gewisse Wirkung ist nur auf das Einmassieren selbst zurückzuführen. Liposuktion: Bei der Fettabsaugung (Liposuktion) wird zwar Körperfett entfernt, die typischen Hautdellen können jedoch bestehen bleiben oder entwickeln sich später erneut. Es ist unbestritten das es durchaus, sehr wirkungsvolle Methoden gibt, jedoch ist die Beurteilung des erreichten Ziels sehr subjektiv. Aus erscheinungsmedizinischer Sicht ist stets Cellulite vorhanden, ein gekonnter Kneiftest bringt stets Cellulite zum Vorschein. Unterscheidung von Cellulite: Kosmetisch wird mittels drei Stufen des Hautbildes unterschieden: Stufe 1: sichtbare Dellen bei einem Kneiftest Stufe 2: Dellen sind im Stehen, jedoch nicht im Liegen sichtbar Stufe 3: Dellen sind auch beim Liegen zu sehen Kapitel 6 Ultraschall - Behandlungen Seite 32 Problemzonenbehandlung Ziel der Ultraschallanwendung: Die Hypodermische Fettzelle ist ein Gebilde aus verklumpten Fettstrukturen, sie ist ein transmembranes Gebilde, welche Stoffe sowohl aufnimmt als auch absondert. Es können allerdings lediglich Stoffe aufgenommen, bzw. abgesondert werden welche durch die Transmembrane Struktur passen. Eine transmembrane Struktur kann man mit einer Gitterstruktur vergleichen, ähnlich einem Sieb, es können nur Partikel durch das Sieb die kleiner als die Öffnung des Gitters sind. Hier liegt auch schon das massgebliche Problem von Cellulite begründet, Nährstoffe außerhalb der Hypodermischen Zelle sind klein genug um aufgenommen zu werden, das heißt die Zelle wird mit Nährstoffen versorgt, ein Wachstum ist möglich. Eine Reduzierung der Zelle hingegen ist nur dann möglich wenn die Bestandteile der verklumpten Struktur entsprechend klein sind um das transmembrane System zu passieren. Durch den Ultraschall werden kleine Segmente der Fettstruktur abgelöst, klein genug um das transmembrane System zu passieren. Wie das obige Bild verdeutlicht befinden sich die für die Cellulite ursächlichen hypodermischen Zellen direkt auf dem subkutanen Gewebe, hier begründet sich auch die Wellen- und Dellen – Form der Haut. Basierend auf der Kenntnis der lokalen Position ergibt sich auch folgende, wichtige Gesetzmäßigkeit: Hohe Ultraschallleistung ist keineswegs sinnvoll für eine erfolgreiche Behandlung! Merke: je höher die Ultraschallleistung desto höher die Penetration (Eindringtiefe)! Ist die Problemzonenbehandlung nun doch eine Cellulite – Behandlung? Da die Behandlung von Außen nach Innen erfolgt, vollzieht sich natürlich auch ein Fettabbau innerhalb der Hypodermischen – Fettzellen, allerdings auch darunter im subkutanen Gewebe. Eine reine Cellulite – Behandlung setzt eine exakte Bestimmung des Ultraschall – Intervalls nach Grundlage der Problemstellung voraus. Kapitel 6 Ultraschall - Behandlungen Seite 33 Ultraschall Dosisplan Problemzonen - Behandlung: Hierzu erweitern wir zunächst die kosmetische Klassifikation der Cellulite: Die Stufeneinteilung bleibt wie im Vorfeld erwähnt: Stufe 1: sichtbare Dellen bei einem Kneiftest Stufe 2: Dellen sind im Stehen, jedoch nicht im Liegen sichtbar Stufe 3: Dellen sind auch beim Liegen zu sehen , hierzu addiert sich lediglich die lokale Definition der Problemzone: Stufe Stufe Stufe Stufe Stufe Stufe Stufe Stufe Stufe Stufe Kapitel 6 1 1 1 2 2 2 3 3 3 Klasse A B C A B C A B C 1. Gang 15 15 15 12 11 10 10 8 7 Ultraschall Leistung in Watt 2. Gang 3. Gang 20 25 19 23 18 21 15 18 15 19 12 14 12 14 12 16 12 17 Ultraschall - Behandlungen 4. Gang 30 27 24 21 23 16 16 20 22 Seite 34 Problemzonenbehandlung Behandlungsverfahren Wichtig: Eine Behandlung kann stets nur die Vorder- oder Rückseite (Oberschenkel) umfassen, eine Behandlung eines gesamten Oberschenkels wird keine optimalen Ergebnisse vorweisen. Umfasst die Problemzone gleichermaßen die Vorderseite und die Rückseite des Oberschenkels ist stets die erste Behandlung an der Rückseite des Oberschenkels durchzuführen. Im weiteren Verlauf sollte das Verhältnis 2 zu 1 betragen, 2 Behandlungen Rückseite, 1 Behandlung Vorderseite. Eine Folgebehandlung des gleichen Areals sollte nach rund 3 Wochen erfolgen. Bewegungsabfolge: Wie bereits eingehend erwähnt ist das Arbeiten mit Ultraschall mit einem Modellieren zu vergleichen. Es ist grundlegend in fliesenden Bewegungen zu arbeiten, eine punktuelle Behandlung kann gar Misserfolge hervorrufen. Als Modellieren kann man durchaus das (gedanklich gesprochene) “Verschieben“ der Probleme bezeichnen. Die Bewegungsabfolge beginnt stets an der Kniekehle, bzw. oberhalb der Kniescheibe. Es ist stets mit gleichbleibendem Druck zu arbeiten, ein erhöhter Druck auf Problemzonen erhöht keineswegs den Behandlungserfolg. Tipp: Bereits während der ersten praktischen Behandlung kann man erkennen, dass zu Beginn die Oberfläche sich etwas uneben anfühlt (wenn man den Behandlungskopf über die Haut schiebt). Mit zunehmenden Durchgängen nehmen diese Unebenheiten ab, man spürt wie die Hautoberfläche einheitlich wird. Bei genauer Betrachtung der obigen, grafischen Darstellung erkennt man dass die Orientierung des Endpunktes stets oben, zur Vorderseite (Leiste) ausgerichtet erfolgt. Dies ist stets zu befolgen, sollte der Endpunkt in der Mitte oder irgendwo sonst enden wirkt sich dies negativ auf das Endergebnis aus. Kapitel 6 Ultraschall - Behandlungen Seite 35 Das Lymphsystem Das Lymphsystem transportiert Stoffe, deren große Molare Masse den direkten Transport aus dem Gewebe in die Zirkulation durch die Kapillarwand nicht zulässt. Dazu gehören Eiweiße und Lipide aus dem Verdauungstrakt. Weiterhin kommt ihr eine zentrale Rolle im Immunsystem zu, da sie Fremdkörper und Keime zu den Lymphknoten transportiert. Dort wird die Immunantwort eingeleitet, indem sich die für die betreffenden Fremdkörper spezifischen Lymphozyten vermehren. Die Vermehrung von spezifischen T- und B-Zellen im Lymphknoten wird als Keimzentrumsreaktion bezeichnet. Auch diese werden aufgenommen und der Zirkulation zugeführt. Dies gewährleistet, dass Fremdkörper überall im Körper bekämpft werden können. Lymphe, jene Flüssigkeit die im Lymphsystem transportiert wird, besteht aus geformten Elementen (Zellen) und Lymphplasma. Ihr pH-Wert beträgt 7,41. Die Lymphe ist anfangs ähnlich wie die Gewebsflüssigkeit zusammengesetzt, aus der sie sich bildet. So enthält sie Harnstoff, Kreatinin, Glucose, Natrium-, Kalium-, Phosphat- und Kalziumionen. Hinzu kommen zahlreiche Enzyme wie Diastase, Katalase, Dipeptidasen und Lipase, außerdem Fibrinogen und Fibrinvorläufer. Fibrinogen und Fibrin sind für die Gerinnung bei länger stehender Lymphe verantwortlich. Dabei werden die Lymphozyten eingeschlossen, die überstehende Flüssigkeit wird Lymphserum genannt. Die Konzentration von Eiweißen (Proteinen) in der Gewebsflüssigkeit beträgt etwa zwei Gramm pro Liter. In den Lymphgefäßen des Verdauungstraktes kann diese Konzentration auf bis zu vier, in denen der Leber auf bis zu sechs Gramm pro Liter ansteigen. Durch Vermischung beträgt der durchschnittliche Eiweißgehalt der Lymphe drei bis fünf Gramm pro Liter. Nach einer fettreichen Mahlzeit kann die Konzentration der Lipide in der Lymphe ein bis zwei Prozent betragen. Fettreiche Lymphe sieht milchig aus und wird als Chylus bezeichnet. Bakterien können mit der Lymphe von Krankheitsherden zu den Lymphknoten verschleppt werden, wo sie von Lymphozyten erkannt und zerstört werden. Aufgabe der Lymphgefäße ist es, die im Gewebe aufgenommene Lymphe wieder dem Blutkreislauf zuzuführen. Sie beginnen blind als Lymphkapillaren, die mit Ankerfilamenten zwischen den Zellen des Gewebes eingebettet sind. Dort findet die Umwandlung von Gewebsflüssigkeit in Lymphe statt. Lymphkapillaren bestehen aus einer einfachen Schicht Endothel, das durch Zellverbindungen miteinander verbunden ist, aber Lücken zum Einfließen der Gewebsflüssigkeit aufweist. Ihr Lumen (Gefäßdurchmesser) ist etwas größer als das von Blutkapillaren, um Eiweißmoleküle und geronnenes Blut bei Verletzungen abzutransportieren. Mehrere Lymphkapillaren vereinigen sich zu größeren Lymphgefäßen. Sie haben eine ähnlich den Blutgefäßen aus Tunica intima (innerste Schicht), Tunica media (mittlere Schicht) und Tunica adventitia (äußerste Schicht) bestehende Gefäßwand. Die Lymphgefäße münden in die Lymphknoten, die als Sammelstelle und Filter für die Lymphe dienen. Durch abführende Gefäße (Vasa efferentia) verlässt die Lymphe die Lymphknoten wieder. Diese vereinigen sich zu Lymphsammelstämmen, die schließlich unterhalb in den Winkel zwischen der Vena jugularis interna (innere Drosselvene) und der Vena subclavia (Schlüsselbeinvene) münden. Manche Lymphgefäße durchlaufen auch mehr als einen Lymphknoten. Die anfangs sehr zellarme Flüssigkeit nimmt beim Durchfließen der Lymphknoten bis zu 700.000 neu gebildete Lymphozyten je Mikroliter auf. Kapitel 6 Ultraschall - Behandlungen Seite 36 Lymphknoten gehören zu den lymphatischen Organen und finden sich überall im Körper außer im zentralen Nervensystem. Gehäuft findet man sie im Hals, der Achsel und in der Leistengegend, wo sie als Sammelstellen für die Lymphgefäße aus den Gliedmaßen und dem Kopf- und Halsbereich dienen. Sie sind 5 bis 20 mm groß und oval bis bohnenförmig. Ihre bindegewebshaltige Kapsel umschließt eine äußere Rinde (Cortex) und ein inneres Mark (Medulla). Im Inneren findet man dichte Ansammlungen von Lymphozyten und Fresszellen. Die Vasa afferentia (zuführenden Gefäße) leiten die Lymphe in die Randsinus (Sinus submarginalis). Von dort fließt sie über Intermediärsinus (Sinus capsularis) zu den Marksinus (Sinus medullares), die sie sammeln und in die ableitenden Gefäße (Vasa efferentia) leiten. In den Lymphknoten wird die Lymphe auf schädliche Stoffe untersucht und gefiltert. Bei einer Infektion im Einzugsgebiet eines Lymphknotens gelangen mit der Lymphe Antigene in den Lymphknoten. Hier treffen sie auf für diese Antigene spezifische Lymphozyten und regen deren Vermehrung an, was zu einer Schwellung des Lymphknotens führen kann. Die gebildeten Lymphozyten werden im gesamten Körper zur Bekämpfung der Infektion verteilt. Aus den Kapillaren, mikroskopisch kleinen Blutgefäßen, gelangt ein Teil des Blutplasmas auf Grund der Differenz zwischen onkotischem Druck und Perfusionsdruck in das umliegende Gewebe, das damit vollständig durchtränkt wird. Dieser Prozess dient der Ernährung der umliegenden Zellen ebenso wie dem Abtransport von Stoffwechselendprodukten. Da die zellulären Elemente des Blutes die Gefäßwand nicht durchdringen, besteht diese jetzt Gewebsflüssigkeit genannte Flüssigkeit nur aus Wasser und gelösten Stoffen. Mit den gelösten und zum Abtransport bestimmten Stoffwechselendprodukten gelangen etwa 90 Prozent der Gewebsflüssigkeit wieder in die Blutgefäße zurück. Die übrige Flüssigkeit sammelt sich als Lymphe in den Lymphbahnen, beim Menschen etwa 1,5 bis 2 ml/min oder zwei bis drei Litern am Tag. Als Lymphagoga werden lymphtreibende Mittel bezeichnet. Dazu gehören Hühnereiweiß, Galle, Pepton, Salze, Harnstoff und Zucker. Was aber hat dies mit Cellulite zu tun? Der Erfolg einer Behandlung zeichnet sich durch das Einbringen vorgenannter Segmente der hypodermischen Zelle in das Lymphsystem aus. Das heißt die Lösung einzelner Segmente ist lediglich ein Teil der Behandlung, es gilt diese durch Ultraschall gelösten Segmente über das transmembrane System der hypodermischen Zelle in das Lymphsystem zum erfolgreichen Abtransport zu bringen. Der hierfür massgebliche Lymphknoten befindet sich in der Leiste, hierin begründet sich auch die vorher erwähnte, einzuhaltende Bewegungsabfolge. Kapitel 6 Ultraschall - Behandlungen Seite 37 Nebenbei bemerkt, hierin begründet sich auch der relativ geringe Fettanteil in der Leistengegend. Die Beine des menschlichen Körpers bilden die Mehrheit des gesamten Körpers, hier befinden sich die größten Knochen, die größten Muskeln, die größten Blutgefäße, dementsprechend kann man sich die Leistungsfähigkeit des dort befindlichen Lymphknotens erklären. Die Rollenmassage: Im ersten Schritt wurden allerdings nicht nur Segmente der hypodermischen Zelle durch Ultraschall gelöst, es wurde vielmehr zusätzlich, bedingt durch die Bewegungsabfolge gleichermaßen der Druck auf die zellumgebende Lymphe und Lymphbahnen reduziert. Bedingt durch den reduzierten Druck kann nun durch äußeren, mechanischen Druck: 1. Die innerhalb der hypodermischen Zelle gelösten Partikel durch das transmembrane System innerhalb der Zelle befördert werden (praktisch die gelösten Segmente werden durch Druck aus der Zelle befördert). Als Resultat verringert sich der Umfang der Zelle. 2. Die aus der hypodermischen Zelle beförderten Segmente werden durch mechanischen Druck zum Lymphknoten (Leiste) befördert, dort angelangt werden die Lipide und Schlackestoffe abtransportiert. Merke: Je einheitlicher die hypodermischen Zellen, desto geringer Cellulite. Es erklärt sich von selbst dass eine Rollenmassage daher stets nach oben hin, zum Lymphknoten (in der Leiste) durchzuführen ist, denn nur dort kann ein Abbau erfolgen. Kapitel 6 Ultraschall - Behandlungen Seite 38 Übersicht Haut
