CIE 148-2002 ACTION SPECTROSCOPY OF SKIN WITH TUNABLE LASERS《带可调谐激光的皮肤作用光谱学》.pdf

1、ACTION SPECTROSCOPYOF SKIN WITH TUNABLELASERSCIE 148:2002UDC: 612.014.481-06 Descriptor: Optical radiation effects on humanISBN 3 901 906 17 7THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATIONThe International Commission on Illumination (CIE) is an organisation devoted to international co-operation and ex

2、change ofinformation among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists ofthe National Committees in 37 countries and one geographical area and of 9 associate members.The objectives of the CIE are :1. To provide an international forum for t

3、he discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fieldsof light and lighting and for the interchange of information in these fields between countries.2. To develop basic standards and procedures of metrology in the fields of light and lighting.3. To provide guidance in

4、 the application of principles and procedures in the development of international and nationalstandards in the fields of light and lighting.4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all matters relating to the science,technology and art in the fields of light

5、 and lighting.5. To maintain liaison and technical interaction with other international organisations concerned with matters related to thescience, technology, standardisation and art in the fields of light and lighting.The work of the CIE is carried on by seven Divisions each with about 20 Technica

6、l Committees. This work covers subjectsranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed bythese international Divisions of the CIE are accepted throughout the world.A plenary session is held every four years at which the work of th

7、e Divisions and Technical Committees is reviewed, reportedand plans are made for the future. The CIE is recognised as the authority on all aspects of light and lighting. As such itoccupies an important position among international organisations.LA COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGELa Commission

8、 Internationale de lEclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopration internationale etlchange dinformations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives lart et la science de lclairage. Elleest compose de Comits Nationaux reprsentant 37 pays plus un territoire go

9、graphique, et de 9 membres associs.Les objectifs de la CIE sont :6. De constituer un centre dtude international pour toute matire relevant de la science, de la technologie et de lart de lalumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces domaines.7. Dlaborer des normes et des

10、mthodes de base pour la mtrologie dans les domaines de la lumire et de lclairage.8. De donner des directives pour lapplication des principes et des mthodes dlaboration de normes internationales etnationales dans les domaines de la lumire et de lclairage.9. De prparer et publier des normes, rapports

11、et autres textes, concernant toutes matires relatives la science, latechnologie et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage.10. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernes par dessujets relatifs la science, la technologie

12、, la normalisation et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage.Les travaux de la CIE sont effectus par 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Comits Techniques. Les sujets dtudesstendent des questions fondamentales, tous les types dapplications de lclairage. Les normes et les rapports tech

13、niqueslabors par ces Divisions Internationales de la CIE sont reconnus dans le monde entier.Tous les quatre ans, une Session plnire passe en revue le travail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapportet tablit les projets de travaux pour lavenir. La CIE est reconnue comme la plus haute

14、autorit en ce qui concerne tous lesaspects de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisationsinternationales.DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSIONDie Internationale Beleuchtungskommission (CIE) ist eine Organisation, die sich der internationalen

15、 Zusammenarbeit unddem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Kunst und Wissenschaft der Lichttechnikwidmet. Die Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in 37 Lndern und einem geographischen Gebiet und aus 9assoziierten Mitgliedern.Die Ziele der CIE sind :

16、11. Ein internationaler Mittelpunkt fr Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst derLichttechnik und fr den Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein.12. Grundnormen und Verfahren der Metechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik z

17、u entwickeln.13. Richtlinien fr die Anwendung von Prinzipien und Vorgngen in der Entwicklung internationaler und nationaler Normenauf dem Gebiet der Lichttechnik zu erstellen.14. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu verffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet derWissensch

18、aft, Technik und Kunst der Lichttechnik betreffen.15. Liaison und technische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten, die mit Fragen derWissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik zu tun haben.Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jede

19、 mit etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betrifft Gebiete mitgrundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Normen und Technischen Berichte, die von dieseninternational zusammengesetzten Divisionen ausgearbeitet werden, sind von der ganzen Welt anerkannt.Tagungen w

20、erden alle vier Jahre abgehalten, in der die Arbeiten der Divisionen berprft und berichtet und neue Plne fr dieZukunft ausgearbeitet werden. Die CIE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtungangesehen. Auf diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung unter den inte

21、rnationalen Organisationen.Published by theCOMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGECIE Central BureauKegelgasse 27, A-1030 Vienna, AUSTRIATel: +43(01)714 31 87 0, Fax: +43(01)713 08 38 18e-mail: ciecbping.atWWW: http:/www.cie.co.at/cie/ CIE 2002ACTION SPECTROSCOPYOF SKIN WITH TUNABLELASERSCIE 148:200

22、2UDC: 612.014.481-06 Descriptor: Optical radiation effects on humanISBN 3 901 906 17 7CIE 148:2002IIThe Research Note in this publication was submitted by the Director of Division 6“Photobiology and Photochemistry” after refereeing by two experts in the field of the Note,both of whom supported publi

23、cation. The Division Director has also provided theaccompanying statement on the relevance of the Note to the work of the CIE. The documentreports on current knowledge and experience within the specific field of light and lightingdescribed, and is intended to be used by the CIE membership and other

24、interested parties. Itshould be noted, however, that the status of this document is advisory and not mandatory.The latest CIE proceedings or CIE NEWS should be consulted regarding possible subsequentamendments.La Note de Recherche contenue dans cette publication a t soumise par le Directeur de ladiv

25、ision 6 “Photobiologie et photochimie”, aprs revue et approbation par deux experts dans ledomaine de la note. Le Directeur de division a galement fourni une dclarationdaccompagnement sur la pertinence de la Note pour le travail de la CIE. Le document exposeles connaissances et lexprience courantes d

26、ans le domaine particulier de la lumire et delclairage dcrit ii; il est destin tre utilis par les membres de la CIE et par tous lesintresss. Il faut cependant noter que ce document est indicatif et non obligatoire. Il fautconsulter les plus rcents comptes rendus de la CIE ou le CIE NEWS en ce qui co

27、ncerne desamendements nouveaux ventuels.Der Forschungsbericht in dieser Publikation wurde, nachdem er von zwei Experten auf demGebiet des Berichtes geprft und fr publikationsreif befunden wurde, vom Direktor derDivision 6 “Photobiologie und Photochemie” unterbreitet. Der Divisionsdirektor lieferte a

28、ucheinen begleitenden Kommentar ber die Bedeutung des Berichts fr die Arbeit der CIE. DasDokument berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dembehandelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitgliederund durch andere Interessierte bestimmt. Es so

29、llte jedoch beachtet werden, da dasDokument eine Empfehlung und keine Vorschrift ist. Die neuesten CIE-Tagungsberichte oderdas CIE NEWS sollten im Hinblick auf mgliche sptere nderungen zu Rate gezogenwerden.Any mention of organisations or products does not imply endorsement by the CIE. Whilstevery c

30、are has been taken in the compilation of any lists, up to the time of going to press,these may not be comprehensive.Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfrence de la CIE. Malgr lesoin apport la compilation de tous les documents jusqu la mise sous presse, ce travail nesaurait tr

31、e exhaustif.Die Erwhnung von Organisationen oder Erzeugnissen bedeutet keine Billigung durch dieCIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zeitpunkt derDrucklegung angewendet wurde, ist es mglich, da diese nicht vollstndig sind. CIE 2002CIE 148:2002IIIThis research not

32、e is of great interest to the work of CIE Division 6. It shows that from the useof a highly monochromatic UV source (a tunable laser in this instance), the steepness of anaction spectrum changes. The results published in this research note illustrate the importanceof the choice of wavelength samplin

33、g bandwidth - an important issue for CIE TC 6-08. Formore predictive estimates of erythema, the spectral weighting of high-resolution UV sources,could be tested against this laser-based action spectrum as an alternative to the standarderythemal action spectrum given in ISO 17166/CIE S007 Erythema re

34、ference action spectrumand standard erythema dose.The following persons took part in the preparation of this research note. The reportership“Action Spectroscopy of the Skin with Tunable Lasers” comes under CIE Division 6“Photobiology and Photochemistry.”A. Anders Germany (reporter)H.-J. Altheide Ger

35、manyH. Tronnier GermanyTABLE OF CONTENTSSUMMARY IVRESUME IVZUSAMMENFASSUNG IV1. INTRODUCTION 12. LASER IRRADIATION OF THE SKIN 23. ACTION SPECTRA DETERMINED WITH LASERS 24. COMPARISON WITH OTHER PHOTOBIOLOGICAL ACTION SPECTRA 6REFERENCES 7CIE 148:2002IVACTION SPECTROSCOPY OF THE SKIN WITH TUNABLE LA

36、SERSSUMMARYIn order to determine action spectra with high accuracy, improved experimental methods areneeded. This concerns the irradiation sources as well as quantitative measurements of theskin reactions. We reevaluated action spectra for erythema and pigmentation in humans witha tunable, highly mo

37、nochromatic irradiation source and with an instrumental measurement ofskin reactions. The irradiation system consisted of an excimer laser pumped dye laser and anultraviolet fiber optic system. The skin colour after irradiation was determined with acolorimeter using the CIELUV system. By applying la

38、ser a very high spectral resolution inaction spectra could be obtained. For example, the maximum of the erythema action spectrumin the ultraviolet-B range was measured at 298,5 nm and an additional maximum was found at362 nm in the ultraviolet-A region. Our results suggest a photochemical mechanism

39、boundaryat 330 nm. The erythema and pigmentation curves are compared with spectra from theliterature determined with conventional irradiation sources (lamps and monochromators), withthe current standard erythema curve of the CIE, as well as with other photobiological actionspectra; especially with s

40、pectra for UV damage and tumor induction in the UV-A.OBTENTION DE SPECTRES DACTION DE LA PEAU A LAIDE DE LASERSAJUSTABLESRESUMEAfin de calculer les spectres daction (defficacit) avec une grande prcision, lamliorationdes mthodes exprimentales est ncessaire. Ceci concerne tant les sources dirradiation

41、que lvaluation quantitative des ractions de la peau. Nous avons reconsidr les spectresdefficacit pour lrythme et la pigmentation acquise chez lhomme laide dune sourcedirradiation puissante, monochromatique, ajustable, et avec une mesure instrumentale desractions cutanes. Le systme dirradiation consi

42、ste en un laser excimer pomp partir dunlaser colorant et en un systme optique fibres transmettant le rayonnement ultraviolet. Lacouleur de la peau, aprs irradiation, a t mesure laide dun colorimtre utilisant lesystme CIE LUV. Lutilisation dune source laser a permis dobtenir une excellente rsolutions

43、pectrique pour la courbe defficacit rythmale. Par exemple, le point maximum du spectredefficacit rythmale dans le domaine de lultraviolet B a t obtenu 298,5 nm et un autremaximum a t trouv 362 nm dans la rgion de lUVA. Les rsultats que nous avonsobtenus suggrent lexistence dun vnement photochimique

44、dans la zone de 330 nm. Lescourbes obtenues pour les spectres de lrythme et de la pigmentation sont compars avecles spectres publis dans la littrature et obtenus partir de sources dirradiationconventionnelles (lampes et monochromateurs), avec la courbe rythmale standard de laCIE, ainsi quavec des au

45、tres spectres daction photobiologiques et en particulier avec lesspectres des dommages induits par les UV et le spectre dinduction des tumeurs dans lUVA.WIRKUNGSSPEKTROSKOPIE AN MENSCHLICHER HAUT MIT DURCHSTIMMBARENLASERNZUSAMMENFASSUNGUm Wirkungsspektren mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, werden v

46、erbesserteexperimentelle Methoden bentigt. Das betrifft sowohl die Bestrahlungsquellen als auch diequantitativen Messungen der Hautreaktionen. Wir haben Wirkungsspektren fr Erythem undPigmentierung an Humanhaut in vivo mit einer durchstimmbaren hochmonochromatischenBestrahlungsquelle bei instrumente

47、ller Messung der Hautreaktionen neu bestimmt. DasBestrahlungssystem bestand aus einem Excimer-Laser gepumpten Farbstofflaser und einemUV-Lichtleitersystem. Die Farbe der Haut nach der Bestrahlung wurde mit einemFarbmegert unter Verwendung des CIELUV-Systems bestimmt. Durch die Verwendungeines Lasers

48、 konnte eine sehr hohe spektrale Auflsung in den Wirkungssspektren erreichtwerden. Beispielsweise wurde das Maximum des Wirkungsspektrums der Erythembildung imUV-B-Bereich bei 298,5 nm gemessen und im UV-A-Bereich wurde bei 362 nm einzustzliches Maximum gefunden. Unsere Resultate lassen auf eine Gre

49、nze derCIE 148:2002Vphotochemischen Prozesse bei 330 nm schlieen. Die Erythem- und Pigmentierungskurvenwerden mit Spektren aus der Literatur, die mit konventionellen Bestrahlungsquellen (Lampenund Monochromatoren) ermittelt wurden, mit der heute gltigen Standardkurve der CIE fr dieErythembildung sowie mit anderen photobiologischen Wirkungsspekt